题目
以上哪一个变量服从t分布:A. (overline(X)-mu)/(sigma)B. (overline(X)-mu)/(sigma_(overline{X))}C. (overline(X)-mu)/(S)D. (X-mu)/(S_(bar{X))}E. (overline(X)-mu)/(S_(bar{X))}
以上哪一个变量服从t分布:
A. $\frac{\overline{X}-\mu}{\sigma}$
B. $\frac{\overline{X}-\mu}{\sigma_{\overline{X}}}$
C. $\frac{\overline{X}-\mu}{S}$
D. $\frac{X-\mu}{S_{\bar{X}}}$
E. $\frac{\overline{X}-\mu}{S_{\bar{X}}}$
题目解答
答案
E. $\frac{\overline{X}-\mu}{S_{\bar{X}}}$
解析
本题考查t分布的定义及相关统计量的表达式。解题的关键在于明确t分布的标准形式,然后分析每个选项是否符合该形式。
1. 回顾t分布的定义
若总体$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,$X_1,X_2,\cdots,X_n$是来自总体$X$的一个样本,$\overline{X}$是样本均值,$S$是样本标准差,则统计量$T = \frac{\overline{X}-\mu}{S/\sqrt{n}}$服从自由度为$n - 1$的t分布。
2. 分析各选项
- 选项A:$\frac{\overline{X}-\mu}{\sigma}$
已知总体$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,样本均值$\overline{X}\sim N(\mu,\frac{\sigma^{2}}{n})$,那么$Z=\frac{\overline{X}-\mu}{\sigma/\sqrt{n}}\sim N(0,1)$,而$\frac{\overline{X}-\mu}{\sigma}$并不符合t分布的形式,所以该选项错误。 - 选项B:$\frac{\overline{X}-\mu}{\sigma_{\overline{X}}}$
因为$\sigma_{\overline{X}}=\frac{\sigma}{\sqrt{n}}$,所以$\frac{\overline{X}-\mu}{\sigma_{\overline{X}}}=\frac{\overline{X}-\mu}{\sigma/\sqrt{n}}\sim N(0,1)$,这是标准正态分布,并非t分布,所以该选项错误。 - 选项C:$\frac{\overline{X}-\mu}{S}$
该表达式不符合t分布$\frac{\overline{X}-\mu}{S/\sqrt{n}}$的形式,所以该选项错误。 - 选项D:$\frac{X - \mu}{S_{\overline{X}}}$
这里的$X$是单个样本值,而t分布是基于样本均值$\overline{X}$构建的统计量,所以该选项错误。 - 选项E:$\frac{\overline{X}-\mu}{S_{\overline{X}}}$
由于$S_{\overline{X}}=\frac{S}{\sqrt{n}}$,那么$\frac{\overline{X}-\mu}{S_{\overline{X}}}=\frac{\overline{X}-\mu}{S/\sqrt{n}}$,符合t分布的定义,所以该选项正确。