中南大学考试试卷2009——2010学年第一学期 （2010.1） 时间：100分钟 《数理统计II 》 课程 24学时 1.5 学分 考试形式：闭卷专业年级：2008级(第三学期) 总分：100分一、填空题（本题15分，每题3分）1、总体)3,20(~N X 的容量分别为10，15的两独立样本均值差~Y X -________；2、设1621,...,,X X X 为取自总体)5.0,0(~2N X 的一个样本，若已知0.32)16(201.0=χ,则}8{1612∑=≥i i X P =有问题_；3、设总体),(~2σμN X ，若μ和2σ均未知，n 为样本容量，总体均值μ的置信水平为α-1的置信区间为),(λλ+-X X ，则λ的值为________；4、设n X X X ,...,,21为取自总体),(~2σμN X 的一个样本，对于给定的显著性水平α，已知关于2σ检验的拒绝域为χ2≤)1(21--n αχ，则相应的备择假设1H 为________； 5、设总体),(~2σμN X ，2σ已知，在显著性水平0.05下，检验假设00:μμ≥H ,01:μμ<H ，拒绝域是________。
1、)210(，N ；2、0.01；3、n S n t )1(2-α； 4、202σσ<； 5、05.0z z -≤。
二、选择题（本题15分，每题3分）1、设321,,X X X 是取自总体X 的一个样本，α是未知参数，以下函数是统计量的为（ ）。
（A ）)(321X X X ++α （B ）321X X X ++ （C ）3211X X X α（D ）231)(31α-∑=i i X 2、设n X X X ,...,,21为取自总体),(~2σμN X 的样本，X 为样本均值，212)(1X X n S i n i n -=∑=，则服从自由度为1-n 的t 分布的统计量为（ ）。
（A ）σμ）-X n ( （B ）nS X n )(μ- （C ）σμ）--X n (1 （D ）n S X n )(1μ--3、设n X X X ,,,21 是来自总体的样本，2)(σ=X D 存在， 212)(11X X n S i n i --=∑=, 则（ ）。
（A ）2S 是2σ的矩估计 （B ）2S 是2σ的极大似然估计（C ）2S 是2σ的无偏估计和相合估计（D ）2S 作为2σ的估计其优良性与分布有关 4、设总体),(~),,(~222211σμσμN Y N X 相互独立，样本容量分别为21,n n ，样本方差分别为2221,S S ，在显著性水平α下，检验2221122210:,:σσσσ<≥H H 的拒绝域为（ ）。
（A ）)1,1(122122--≥n n F s s α （B ）)1,1(12212122--≥-n n F s s α （C ）)1,1(212122--≤n n F s s α （D ）)1,1(21212122--≤-n n F s s α5、设总体),(~2σμN X ，2σ已知，μ未知，n x x x ,,,21 是来自总体的样本观察值，已知μ的置信水平为0.95的置信区间为（4.71，5.69），则取显著性水平05.0=α时，检验假设0.5:,0.5:10≠=μμH H 的结果是（ ）。
（A ）不能确定 （B ）接受0H （C ）拒绝0H （D ）条件不足无法检验1、B ；2、D ；3、C ；4、A ；5、B.三、（本题14分） 设随机变量X 的概率密度为：⎪⎩⎪⎨⎧<<=其他θθx x x f 0,0,2)(2，其中未知 参数0>θ，n X X ,,1 是来自X 的样本，求（1）θ的矩估计；（2）θ的极大似然估计。
解：(1) θθθ322)()(022===⎰⎰∞+∞-x d x x d x f x X E ， 令θ32)ˆ(==X XE ，得X 23ˆ=θ为参数θ的矩估计量。
(2)似然函数为：),,2,1(,022),(1212n i x x x x L i ni i n n n i i i =<<==∏∏==θθθθ，， 而)(θL 是θ的单调减少函数，所以θ的极大似然估计量为},,,max{ˆ21nX X X =θ。
（1）检验假设H 0：σ2=1，H 1：σ2≠1； 取统计量：2022)1(σχs n -=；拒绝域为：χ2≤)9()1(2975.0221χχα=--n =2.70或χ2≥2025.022)1(χχα=-n =19.023， 经计算：96.1212.19)1(22022=⨯=-=σχs n ，由于)023.19,700.2(96.122∈=χ2， 故接受H 0，即可以认为排出的污水中动植物油浓度的方差为σ2=1。
（2）检验假设101010≠'='μμ：，：H H ； 取统计量：10/10S X t -=~ )9(2αt ； 拒绝域为2622.2)9(025.0=≥t t ；1028.210/2.1108.10=-=t <2.2622 ，所以接受0H '， 即可以认为排出的污水中动植物油的平均浓度是10（mg/L ）。
综上，认为工厂生产正常。
七、（本题10分）设4321,,,X X X X 为取自总体)4,(~2μN X 的样本，对假设检验问题5:,5:10≠=μμH H ，（1）在显著性水平0.05下求拒绝域；（2）若μ=6，求上述检验所犯的第二类错误的概率β。
解：(1) 拒绝域为96.1254/45025.0=≥-=-=z x x z ; （2）由(1)解得接受域为（1.08，8.92），当μ=6时，接受0H 的概率为921.02608.12692.8}92.808.1{=⎪⎭⎫ ⎝⎛-Φ-⎪⎭⎫⎝⎛-Φ=<<=X P β。
八、（本题8分）设随机变量X 服从自由度为),(n m 的F 分布，(1)证明：随机变量X 1服从 自由度为),(m n 的F 分布；(2)若n m =，且05.0}{=>αX P ，求}1{α>X P 的值。
证明：因为),(~n m F X ,由F 分布的定义可令n V m U X //=，其中)(~),(~22n V m U χχ，U 与V 相互独立，所以),(~//1m n F mU n V X =。
当n m =时，X 与X 1服从自由度为),(n n 的F 分布，故有=>}{αX P }1{α>X P ， 从而 95.005.01}{1}1{1}1{}1{=-=>-=>-=<=>ααααX P X P X P X P 。
中南大学考试试卷参考答案2009——2010学年第一学期（2010.1） 时间：100分钟《数理统计II 》 课程 24 学时 1.5 学分 考试形式：闭卷一、填空题（本题15分，每题3分）1、)210(，N ；2、0.01；3、n S n t )1(2-α； 4、202σσ<； 5、05.0z z -≤。
二、选择题（本题15分，每题3分）1、B ；2、D ；3、C ；4、A ；5、B.三、（本题14分）解：(1) θθθ322)()(022===⎰⎰∞+∞-x d x x d x f x X E ， 令θ32)ˆ(==X XE ，得X 23ˆ=θ为参数θ的矩估计量。
(2)似然函数为：),,2,1(,022),(1212n i x x x x L i ni i n n n i i i =<<==∏∏==θθθθ，， 而)(θL 是θ的单调减少函数，所以θ的极大似然估计量为},,,max{ˆ21nX X X =θ。
四、（本题14分）解：（1）2σ的置信水平为0.95的置信区间为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛)9(18,)9(182975.02025.0χχ，即为（0.9462，6.6667）； （2）⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛32σX D =2222222)]1([11σχσσσ==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛D X D ； 由于2322σσ=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛X D 是2σ的单调减少函数，置信区间为⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛222,2σσ， 即为（0.3000，2.1137）。
五、（本题10分）解：(1) ,1)2(2,1)2(222αχθαχθαα-=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧>∴-=⎭⎬⎫⎩⎨⎧<n X n P n X n P 即θ的单侧置信下限为)2(22n X n αχθ=；（2）706.3764585.425010162=⨯⨯=θ。
六、（本题14分）解：（1）检验假设H 0：σ2=1，H 1：σ2≠1； 取统计量：2022)1(σχs n -=；拒绝域为：χ2≤)9()1(2975.0221χχα=--n =2.70或χ2≥2025.022)1(χχα=-n =19.023， 经计算：96.1212.19)1(22022=⨯=-=σχs n ，由于)023.19,700.2(96.122∈=χ2， 故接受H 0，即可以认为排出的污水中动植物油浓度的方差为σ2=1。
（2）检验假设101010≠'='μμ：，：H H ； 取统计量：10/10S X t -=~ )9(2αt ； 拒绝域为2622.2)9(025.0=≥t t ；1028.210/2.1108.10=-=t <2.2622 ，所以接受0H '， 即可以认为排出的污水中动植物油的平均浓度是10（mg/L ）。
综上，认为工厂生产正常。
七、（本题10分）解：(1) 拒绝域为96.1254/45025.0=≥-=-=z x x z ; （2）由(1)解得接受域为（1.08，8.92），当μ=6时，接受0H 的概率为921.02608.12692.8}92.808.1{=⎪⎭⎫ ⎝⎛-Φ-⎪⎭⎫⎝⎛-Φ=<<=X P β。
八、（本题8分）证明：因为),(~n m F X ,由F 分布的定义可令n V m U X //=，其中)(~),(~22n V m U χχ，U 与V 相互独立，所以),(~//1m n F mU n V X =。
当n m =时，X 与X 1服从自由度为),(n n 的F 分布，故有=>}{αX P }1{α>X P ， 从而 95.005.01}{1}1{1}1{}1{=-=>-=>-=<=>ααααX P X P X P X P 。