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应用数理统计复习题

《应用数理统计》复习题第一章 概率知识一、一袋中有5个球,编号1、2、3、4、5. 现从中任取3个,以X 表示所取球的号码的最大值,求X 的概率分布律.解:X 的可能取值为3、4、5,1.0101}3{3533====C C X P , 3.0103}4{352311====C C C X P , 6.0106}5{352411====C C C X P , 故X 的概率分布律为6.03.01.0543kp X .二、设连续型随机变量X 的密度函数为⎩⎨⎧<≤=.,0,10,)(其它x Ax x f(1)求常数A ;(2)求X 的分布函数)(x F . 解:(1)由完备性:⎰∞+∞-=1)(dx x f ,有11=⎰Ax , 解得2=A .(2)t d t f x F x⎰∞-=)()(当0≤x 时, 0)(}{)(⎰∞-==≤=xdt t f x X P x F ,当10≤<x 时,202)()(x tdt dt t f x F xx===⎰⎰∞-,当1>x 时,1)(=x F .所以 .1,10,0,1,,0)(2>≤<≤⎪⎩⎪⎨⎧=x x x x x F三、设X 的概率密度为 ⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-=其它,022,cos )(ππx x C x f ,1、求常数C ;2、均值EX 和方差DX . 解:1、由完备性,C xdx C dx x f 2cos )(122⎰⎰-∞∞-===ππ,21=∴C ;2、0cos 21)(22⎰⎰∞∞--===ππxdx x dx x xf EX ; ⎰⎰⎰∞∞---====22202222214cos cos 21)(ππππxdx x xdx x dx x f x EX ;14)(222-=-=∴πEX EX DX .四、若随机(X ,Y )在以原点为中心的单位圆上服从均匀分布,证明X ,Y 不相互独立. 解:依题意有(X ,Y )的概率密度为221/, 1;(,)0, x y f x y π⎧+≤=⎨⎩其它..故 11, 11()(,)0, 0, X x x f x f x y dy +∞-∞⎧-≤≤-≤≤⎪===⎨⎪⎪⎩⎩⎰其它其它;同理 11()0, Yy f y -≤≤=⎪⎩其它.于是(,)()()X Y f x y f x f y ≠, X 与Y 不相互独立.五、设X 的概率密度为⎩⎨⎧≤≤+=.,0,10,)(其它x bx a x f ,且已知EX =127求DX . 解:由概率密度的完备性有:1=⎰⎰+=∞+∞-1d )(d )(x bx a x x f =b a 5.0+,且有127=EX =⎰⎰+=∞+∞-10d )(d )(x bx a x x x xf =32ba +, 联立上述两式解得: 1,5.0==b a又=)(2X E 125d )5.0(102=+⎰x x x ,于是 =DX =-22)()(EX X E 2)127(125-14411=.六、1.设随机变量)3,2(~2N X ,)()(C X P C X P >=<,则=C ( A ).A . 2B . 3C . 9D . 02. 设随机变量),(~2σμN X ,则随σ增大,}|{|σμ<-X P ( C ).(A) 单调增大; (B) 单调减小; (C) 保持不变; (D) 增减不定第二章 统计概念1.设n X X X ,,,21 为来自正态总体),(~2σμN X 的一个简单随机样本,则样本均值∑==ni i X n X 11服从),(2nN σμ分布.2. 设1021,,,X X X 是来自总体)3.0,0(2N 的一个样本,2102221X X X Y +++= , 当C = 9100时,CY 服从自由度为 10 的2χ 分布.3. 设总体),(~2σμN X ,n X X X ,,,21 是取自总体的样本,则∑=-ni iX122~)(1μσ)(2n χ.第三章 参数估计一、 设n X X X ,,,21 是取自总体X 的一个样本,总体X 的概率密度函数为⎪⎩⎪⎨⎧<<=-其他,010,)(1x x x f θθ,其中0>θ为未知参数.试求θ的矩估计量∧M θ和极大似然估计量∧L θ. 解:1d 11+=⋅=-⎰θθθθx xx EX .用X 代替EX ,令1+=θθX ,解得θ的矩估计量21⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∧X XMθ. 设n x x x ,,,21 是取自总体X 的样本观察值,似然函数为()⎪⎩⎪⎨⎧=<<=-=∏其他,0,,2,1,10,)(11n i x xL i n i inθθθ0)(>θL 时,取对数,可得∑=-+=ni i x nL 1ln )1(ln 2ln θθ.∑=+⋅=ni i x n L 1ln 2112d ln d θθθ.令0d ln d =θL ,可得θ的极大似然估计量∧L θ21ln ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑=n i i X n . 二、设总体X 服从泊松分布 ,2,1,0,!}{),(===-k e k k X P k λλλπ样本n X X X ,,,21 ,证明未知参数λ的矩估计量和极大似然估计量相同. 解:总体X 服从参数为 λ 的泊松分布,则,,2,1,0,!}{ ===-k e k k X P kλλ λλλ===∑∞=-01!k ke k kEX m .用样本一阶原点矩1A 代替总体均值1m ,得λ的矩估计量为X X n A n i i ===∑=111ˆλ. 设n x x x ,,,21 为相应于样本n X X X ,,,21 的观察值,则似然函数λλλ-=∏=e x L ni i xi1!)(, 对数似然函数 λλλn x x L n i ni ii∑∑==--=11)!ln(ln )(ln ,令0ln =λd Ld ,即 01=-∑=n xni iλ,得λ的极大似然估计值∑===n i i x x n 11ˆλ,所求λ 的极大似然估计量X =λˆ. 可见,未知参数λ的矩估计量和极大似然估计量相同,均为X .三、 设总体X 的分布函数为⎪⎩⎪⎨⎧≤>-=,1,0,1,11),(x x xx F ββ其中未知参数n X X X ,,,,121 >β为来自总体X 的简单随机样本,求β的矩估计量和极大似然估计量.解:(1)X 的密度函数⎩⎨⎧≤>=--,1,0,1,),(1x x x x f βββ总体均值ββββ-==⎰∞+--111dx x x EX ,令-=X EX ,得β的矩估计量为____1ˆXX+=β.(2)当),,2,1(1n i x i =>时,似然函数为:,)(),()(1211--===∏ββββn n ni i x x x x f L令0ln )(ln 1=-=∑=ni i x n d L d βββ,得β的极大似然估计量为∑==ni iXn1ln ˆβ四、1.设321,,X X X 为取自正态总体),(2σμN 的一个简单随机样本,则在总体均值μ的4个无偏估计,525152ˆ3211X X X ++=μ,313131ˆ3212X X X ++=μ3213213161ˆX X X ++=μ, 3214319291ˆX X X ++=μ 中最有效的是2ˆμ . 2. 设总体X 的期望μ和方差02>σ存在,从总体中分别抽取容量为1n 和2n 的两个独立样本,样本均值分别为1X 和2X ,常数a 和b 使得21X b X a T +=是μ的无偏估计量,且方差DT 达到最小,则=a 211n n n +.五、某种零件的重量(单位:千克)服从正态分布),(2σμN ,从中抽得容量为16的样本,其均值,856.4=x 修正方差04.02=s .(1)若,24.0=σ求μ的置信度为95.0的置信区间. (2)若σ未知,求μ的置信度为95.0的置信区间. (已知131.2)15(,96.1975.0975.0==t u ) 解:131.2)15(,96.1,025.02,05.0,16975.0975.0=====t u n αα(1)974.4,738.4975.0975.0=+=-u nx u nx σσ得μ的置信度为95.0的置信区间为)974.4,738.4(. (2)963.4)15(,749.4)15(9725.0975.0=+=-t nsx t n s x 得μ的置信度为95.0的置信区间为)963.4,749.4(.六、某型号钢丝折断力(单位:牛顿)服从正态分布),(2σμN ,随机抽取10根,其折断力的方差7.752*=s ,求2σ置信度为95.0的置信区间.(可能用到的数据:02.19)9(,70.2)9(2975.02025.0==χχ,20.48)10(,3.25)10(2975.02025.0==χχ). 解: ,02.19)9(,70.2)9(,025.02,05.0,102975.02025.0=====χχααn333.252)9()1(,858.35)9()1(2975.022025.02=-=-χχsn s n , 所求置信区间为)333.252,858.35(.七、已知某种药片溶解所需的时间X 服从正态分布。

现从中随机地抽取10片,测得溶解时间(单位:min )为5.3 3.6 5.16.6 4.9 6.5 5.2 3.7 5.4 5.0.求总体方差2σ的90%置信区间(可能用到的数据:307.18)10(295.0=χ,940.3)10(205.0=χ,919.16)9(295.0=χ,325.3)9(205.0=χ).解:已知总体),(~2σμN X ,样本容量10=n ,由样本观测值计算可得13.5=x , 956.02=s .由%901=-α即10.0=α,919.16)9()1(295.0295.0==-χχn , 325.3)9()1(205.0205.0==-χχn ,∴509.0919.16956.09)1()1(2212≈⨯=---n s n αχ,588.2325.3956.09)1()1(222≈⨯=--n s n αχ 所以药片溶解所需时间的方差2σ的90%置信区间为)588.2,509.0(第四章 假设检验1、假设检验中,0H 为原假设,则 ( A )为犯第一类错误.(A) 0H 为真,拒绝0H ; (B) 0H 不真,接受0H ; (C) 0H 为真,接受0H ; (D) 0H 不真,拒绝0H2、 某种熔丝的熔断时间X 服从正态分布,且在通常情况下642=σ.现从这批熔丝中随机抽取10根,测得熔断时间(单位:ms )为:42,65,75,78,71,57,59,54,55,68,问当05.0=α时,这批熔丝的熔断时间的方差是否仍为64?(可能用到的数据:483.20)10(2975.0=χ,247.3)10(2025.0=χ,023.19)9(2975.0=χ,700.2)9(2025.0=χ).解:依题意检验假设2212020:,64:σσσσ≠==H H . )1(~12222--=n S n χσχ ,∴拒绝域为 [)⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞---),1()1(,022122n n ααχχ . 这里05.0=α,10=n ,023.19)9(2975.0=χ,700.2)9(2025.0=χ,拒绝域为[()+∞,023.19)700.2,0 .计算可得4.62=x ,82.1212=s ,13.1782.1216496411022=⨯=-=s χ[()+∞∉,023.19)700.2,0 ,故接受0H ,即认为这批熔丝的熔断时间的方差仍为64.3、已知某一试验,其温度X 服从),(2σμN ,现测得5个温度值,计算得1259=x ,937.11=s ,问可否认为1277=μ?(取显著性水平05.0=α)(可能用到的数据776.2)4(597.0=t ,132.2)4(59.0=t )解:检验假设1277:;1277:10≠=μμH H ,采用t 检验法,其拒绝域为)4(/12772αt n s x t ≥-=.经计算:372.3=t ,而776.2)4(372.3597.0=>t , 故拒绝假设,即不能认为1277=μ.4、某种导线,要求其电阻的标准差不得超过Ω005.0.现抽取9根样品,测得Ω=007.0s ,设电阻X 服从),(2σμN ,问在显著性水平05.0=α下,能否认为这批导线的标准差显著地偏大. (可能用到的数据507.15)8(95.02=χ,92.16)9(95.02=χ) 解:检验假设221220005.0:;005.0:>≤σσH H .采用2χ检验法,其拒绝域为)1()1(12222-≥-=-n s n αχσχ.经计算:68.15)1(222=-=σχs n ,而507.15)8(95.02=χ,可见)8(95.022χχ>,故拒绝0H ,即认为这批导线的标准差显著地偏大.第五章 回归分析一、测得某种物质在不同温度下吸附另一种物质的重量如下表所示。

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