1、考研数学三(概率论与数理统计)-试卷 10及答案解析(总分:82.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:16,分数:32.00)1.选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。(分数:2.00)_2.设随机变量 X一 t(n)(n1),Y= (分数:2.00)A.Y 2 (n)B.Y 2 (n一 1)C.YF(n,1)D.YF(1,n)3.设 X 1 ,X 2 ,X n 是取自正态总体 N(0, 2 )的简单随机样本, 与 S 2 分别是样本均值与样本方差,则( ) (分数:2.00)A.B.C.D.4.假设两个正态分布总体 X一 N( 1 ,1),Y 一 N( 2 ,
2、1),X 1 ,X 2 ,X m 与 Y 1 ,Y 2 ,Y n 分别是取自总体的相互独立的简单随机样本X 与 Y分别是其样本均值,S 1 2 与 S 2 2 分别是其样本方差,则( ) (分数:2.00)A.B.C.D.5.设总体 X服从正态分布 N(0, 2 ), S 2 分别为容量是 n的样本的均值和方差,则可以作出服从自由度为 n一 1的 t分布的随机变量是( ) (分数:2.00)A.B.C.D.6.假设总体 X服从参数为 的泊松分布,X 1 ,X 2 ,X n 是取自总体 X的简单随机样本,其均值为 方差为 S 2 已知为 (分数:2.00)A.一 1B.0C.D.17.假设 X
3、1 ,X 2 ,X 10 是来自正态总体 N(0, 2 )的简单随机样本, (分数:2.00)A.X 2 一 2 (1)B.Y 2 一 2 (10)C.D.8.已知总体 X与 Y都服从正态分布 N(, 2 ),现从总体 X与 Y中抽取容量为 n的两组相互独立的简单随机样本,其方差分别为 S X 2 和 S Y 2 ,现构造 2 的四个无偏估计量: (分数:2.00)A.(1)B.(2)C.(3)D.(4)9.设 X 1 ,X 2 ,X n 是取自正态总体 N(, 2 )的简单随机样本,其均值和方差分别为 ,则可以作出服从自由度为 n的 2 分布的随机变量是( ) (分数:2.00)A.B.C.
4、D.10.设总体 X服从正态分布 N(0, 2 ),X 1 ,X 2 ,X n 是取自总体 X的简单随机样本,其均值、方差分别为 则( ) (分数:2.00)A.B.C.D.11.设总体 X服从正态分布 N(0, 2 ),X 1 ,X 2 ,X 10 是来自总体 X的简单随机样本,统计量 (分数:2.00)A.5B.4C.3D.212.设总体 X与 Y都服从正态分布 N(0, 2 ),已知 X 1 ,X 2 ,X m 与 Y 1 ,Y 2 ,Y n 是分别来自总体 X与 Y的两个相互独立的简单随机样本,统计量 服从 t(n)分布,则 等于( ) (分数:2.00)A.B.C.D.13.设 X
5、1 ,X 2 ,X n 是取自正态总体 N(0, 2 )的简单随机样本, 是样本均值,记 则可以作出服从自由度为 n一 1的 t分布统计量( ) (分数:2.00)A.B.C.D.14.假设总体 X服从正态分布 N(, 2 ),X 1 ,X 2 ,X n 是取自总体的简单随机样本(n1),其均值为 如果 P|X一 |a=P (分数:2.00)A.与 及 n都有关B.与 及 n都无关C.与 无关,与 n有关D.与 有关,与 n无关15.设随机变量 X服从正态分布 N(0,1),对给定的 (0,1),数 u 满足 PXu =,若P|X|x=,则 x等于( ) (分数:2.00)A.B.C.D.16
6、.设总体 X服从参数为 (0)的泊松分布,X 1 ,X 2 ,X n (n2)为来自总体的简单随机样本,则对应的统计量 (分数:2.00)A.ET 1 ET 2 ,DT 1 DT 2 B.ET 1 ET 2 ,DT 1 DT 2 C.ET 1 ET 2 ,DT 1 DT 2 D.ET 1 ET 2 ,DT 1 DT 2 二、填空题(总题数:17,分数:34.00)17.设 X 1 ,X 2 ,X n 为来自总体 X的简单随机样本,而 (分数:2.00)填空项 1:_18.设总体 X的概率密度函数为 f(x)= (分数:2.00)填空项 1:_19.设 X 1 ,X 2 ,X n 为来自正态总体
7、 N(, 2 )的简单随机样本,其中参数 2 未知记 (分数:2.00)填空项 1:_20.设 X 1 ,X 2 ,X n 是来自正态总体 N(, 2 )的简单随机样本(n2),记样本均值 (分数:2.00)填空项 1:_21.设 X 1 ,X 2 ,X 3 ,X 4 是来自正态总体 N(0,2 2 )的简单随机样本,Y=a(X 1 一 2X 2 ) 2 +b(3X 3 一 4X 4 ) 2 ,则当 a= 1,b= 2 时,统计量服从 2 分布,自由度为 3(分数:2.00)填空项 1:_22.设总体 XP(),则来自总体 X的样本 X 1 ,X 2 ,X n 的样本均值 (分数:2.00)填
8、空项 1:_23.设总体 X与 Y相互独立且均服从正态分布 N(0, 2 ),已知 X 1 ,X 2 ,X m 与 Y 1 ,Y 2 ,Y n 是分别来自总体 X与 Y的简单随机样本,统计量 服从 t(n)分布,则 (分数:2.00)填空项 1:_24.设随机变量 X服从 n个自由度的 t分布,定义 t 满足 PXt =1一 (01)若已知P|X|x =b(b0),则 z= 1(分数:2.00)填空项 1:_25.设 X 1 ,X 2 ,X 9 是来自总体 X一 N(,4)的简单随机样本,而 是样本均值,则满足 (分数:2.00)填空项 1:_26.假设总体 X服从标准正态分布,X 1 ,X
9、2 ,X n 是取自总体 X的简单随机样本,则统计量 (分数:2.00)填空项 1:_填空项 1:_填空项 1:_27.设总体 X服从正态分布 N(0, 2 ),而 X 1 ,X 2 ,X 15 是取自总体 X的简单随机样本,则 (分数:2.00)填空项 1:_28.已知总体 X服从正态分布 N(, 2 ),X 1 ,X 2 ,X 2n 是取自总体 X容量为 2n的简单随机样本,当 2 未知时, (分数:2.00)填空项 1:_29.设 X 1 ,X 2 ,X 6 是来自正态分布 N(0, 2 )的简单随机样本统计量 F= (分数:2.00)填空项 1:_30.总体 XN(0, 2 ),参数
10、0 未知,X 1 ,X 2 ,X n 是取自总体 X的简单随机样本(n0),令估计量 (分数:2.00)填空项 1:_31.设总体 X的密度函数 分别为取自总体 X容量为 n的样本的均值和方差,则 (分数:2.00)填空项 1:_32.设 X 1 ,X 2 ,X n 为来自总体 X一 N(, 2 )的简单随机样本,记样本方差为 S 2 ,则 D(S 2 ) 1(分数:2.00)填空项 1:_33.设总体 X的数学期望和方差都存在,X 1 ,X 2 X n 是来自总体 X的简单随机样本, 是样本均值,则对于任意 i,j(ij), (分数:2.00)填空项 1:_三、解答题(总题数:8,分数:16
11、.00)34.解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。(分数:2.00)_35.从正态总体 N(34,6 2 )中抽取容量为 n的样本,如果要求其样本均值位于区间(14,54)内的概率不小于 095,问样本容量 n至少应取多大? (分数:2.00)_36.设随机变量 X的概率密度为 令 Y=X 2 ,F(x,y)为二维随机变量(X,Y)的分布函数 (I)求 Y的概率密度 f Y (y); (分数:2.00)_37.已知样本观测值为 x 1 ,x 2 ,x n ,设 a及 b0 为常数,作变换 (分数:2.00)_38.设总体 XN(0, 2 ),参数 0 未知,X 1 ,X 2 ,X n
12、 是取自总体 X的简单随机样本(n1),令估计量 (分数:2.00)_39.设总体 X一 N(, 2 ), 2 未知,X 1 ,X 2 ,X n 是来自 X的样本,试确定常数 C,使CY=C(X 1 一 X 2 ) 2 +(X 3 一 X 4 ) 2 +(X 5 一 X 6 ) 2 的期望为 2 (分数:2.00)_40.已知总体 X的数学期望 E(X)=,方差 D(X)= 2 ,X 1 ,X 2 ,X 2n 是来自总体 X容量为 2n的简单随机样本,样本均值为 (分数:2.00)_41.已知 X 1 ,X n 是来自总体 X容量为 n的简单随机样本,其均值和方差分别为 (I)如果 E(X)=
13、,D(X)= 2 ,试证明: 的相关系数 =- (分数:2.00)_考研数学三(概率论与数理统计)-试卷 10答案解析(总分:82.00,做题时间:90 分钟)一、选择题(总题数:16,分数:32.00)1.选择题下列每题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。(分数:2.00)_解析:2.设随机变量 X一 t(n)(n1),Y= (分数:2.00)A.Y 2 (n)B.Y 2 (n一 1)C.YF(n,1) D.YF(1,n)解析:解析:因 Xt(n),故根据 t分布定义知 X= 其中 U一 N(0,1),V 2 (n)于是 3.设 X 1 ,X 2 ,X n 是取自正态总体 N(0,
14、2 )的简单随机样本, 与 S 2 分别是样本均值与样本方差,则( ) (分数:2.00)A.B.C.D. 解析:解析:根据正态总体抽样分布公式知4.假设两个正态分布总体 X一 N( 1 ,1),Y 一 N( 2 ,1),X 1 ,X 2 ,X m 与 Y 1 ,Y 2 ,Y n 分别是取自总体的相互独立的简单随机样本X 与 Y分别是其样本均值,S 1 2 与 S 2 2 分别是其样本方差,则( ) (分数:2.00)A.B.C. D.解析:解析:5.设总体 X服从正态分布 N(0, 2 ), S 2 分别为容量是 n的样本的均值和方差,则可以作出服从自由度为 n一 1的 t分布的随机变量是(
15、 ) (分数:2.00)A. B.C.D.解析:解析:6.假设总体 X服从参数为 的泊松分布,X 1 ,X 2 ,X n 是取自总体 X的简单随机样本,其均值为 方差为 S 2 已知为 (分数:2.00)A.一 1B.0C. D.1解析:解析:根据题意有 由此计算出 a值,从而确定正确选项 由于总体 XP(),所以EX=DX=, =EX=,ES 2 =DX=,又 a+2(一 3a)=,a+23a=1 7.假设 X 1 ,X 2 ,X 10 是来自正态总体 N(0, 2 )的简单随机样本, (分数:2.00)A.X 2 一 2 (1)B.Y 2 一 2 (10)C. D.解析:解析:根据题设知,
16、XN(0, 2 ),X i 一 N(0, 2 ), 且相互独立,由 2 分布,t分布,F 分布的典型模式知,选项 A、B 不成立,事实上, ,选项 A不成立, ,选项 B不成立, 8.已知总体 X与 Y都服从正态分布 N(, 2 ),现从总体 X与 Y中抽取容量为 n的两组相互独立的简单随机样本,其方差分别为 S X 2 和 S Y 2 ,现构造 2 的四个无偏估计量: (分数:2.00)A.(1)B.(2)C.(3) D.(4)解析:解析:根据对称性可知 D(S X 2 )=D(S Y 2 ) 9.设 X 1 ,X 2 ,X n 是取自正态总体 N(, 2 )的简单随机样本,其均值和方差分别
17、为 ,则可以作出服从自由度为 n的 2 分布的随机变量是( ) (分数:2.00)A.B.C.D. 解析:解析:由于总体 XN(, 2 ),故各选项的第二项 独立,根据 2 分布可加性,仅需确定服从 2 (1)分布的随机变量因为 10.设总体 X服从正态分布 N(0, 2 ),X 1 ,X 2 ,X n 是取自总体 X的简单随机样本,其均值、方差分别为 则( ) (分数:2.00)A.B.C. D.解析:解析:11.设总体 X服从正态分布 N(0, 2 ),X 1 ,X 2 ,X 10 是来自总体 X的简单随机样本,统计量 (分数:2.00)A.5B.4C.3D.2 解析:解析:根据题意,统计
18、量 YF(m,n),所以 解得 i=2,选择 D12.设总体 X与 Y都服从正态分布 N(0, 2 ),已知 X 1 ,X 2 ,X m 与 Y 1 ,Y 2 ,Y n 是分别来自总体 X与 Y的两个相互独立的简单随机样本,统计量 服从 t(n)分布,则 等于( ) (分数:2.00)A.B.C.D. 解析:解析:根据 t分布典型模式来确定正确选项由于 N(0,1)且相互独立,所以 ,U 与 V相互独立,根据 t分布典型模式知,13.设 X 1 ,X 2 ,X n 是取自正态总体 N(0, 2 )的简单随机样本, 是样本均值,记 则可以作出服从自由度为 n一 1的 t分布统计量( ) (分数:
19、2.00)A.B. C.D.解析:解析:14.假设总体 X服从正态分布 N(, 2 ),X 1 ,X 2 ,X n 是取自总体的简单随机样本(n1),其均值为 如果 P|X一 |a=P (分数:2.00)A.与 及 n都有关B.与 及 n都无关C.与 无关,与 n有关 D.与 有关,与 n无关解析:解析:我们要通过 PX一 |a= 来确定正确选项,为此需要先求出 X一 与 的分布 根据题设15.设随机变量 X服从正态分布 N(0,1),对给定的 (0,1),数 u 满足 PXu =,若P|X|x=,则 x等于( ) (分数:2.00)A.B.C. D.解析:解析:由于 X一 N(0,1),故对
20、任意正数 0,有 若 P|X|x=,则因 01,必有x0,且16.设总体 X服从参数为 (0)的泊松分布,X 1 ,X 2 ,X n (n2)为来自总体的简单随机样本,则对应的统计量 (分数:2.00)A.ET 1 ET 2 ,DT 1 DT 2 B.ET 1 ET 2 ,DT 1 DT 2 C.ET 1 ET 2 ,DT 1 DT 2 D.ET 1 ET 2 ,DT 1 DT 2 解析:解析:因为 X服从参数为 (0)的泊松分布,那么 E(X i )=,D(X i )=,i=1,2,n, 则 二、填空题(总题数:17,分数:34.00)17.设 X 1 ,X 2 ,X n 为来自总体 X的简
21、单随机样本,而 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案: )解析:解析:因为 X i 是一次伯努利试验结果,X i 相互独立所以 X 1 +X 2 +X n 可以看成n次独立重复试验即 所以 18.设总体 X的概率密度函数为 f(x)= (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:2)解析:解析:显然 E(S 2 )=D(X),而 D(X)=EXE(X) 2 19.设 X 1 ,X 2 ,X n 为来自正态总体 N(, 2 )的简单随机样本,其中参数 2 未知记 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案: )解析:解析:在 已知时,选用 2 检验统计量
22、为 在 未知时,选用 2 检验统计量为 20.设 X 1 ,X 2 ,X n 是来自正态总体 N(, 2 )的简单随机样本(n2),记样本均值 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:8(n 一 1) 4)解析:解析:构造新的简单随机样本:X 1 +X n+1 ,X 2 +X n+2 ,X n +X 2n ,显然 X i +X n+i N(2,2 2 ) 所以,新的样本均值和新样本方差为 根据 D( 2 (n一 1)=2(n一 1),有 21.设 X 1 ,X 2 ,X 3 ,X 4 是来自正态总体 N(0,2 2 )的简单随机样本,Y=a(X 1 一 2X 2 ) 2 +b(
23、3X 3 一 4X 4 ) 2 ,则当 a= 1,b= 2 时,统计量服从 2 分布,自由度为 3(分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案: )解析:解析:根据题意 X i 一 N(0,2 2 )且相互独立,所以 X 1 一 2X 2 N(0,20),3X 3 4X 4 N(0,100),故 且它们相互独立,根据 2 分布典型模式及性质知 22.设总体 XP(),则来自总体 X的样本 X 1 ,X 2 ,X n 的样本均值 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:*)解析:解析:根据分布的可加性可知,当 X 1 ,X 2 独立时,有 X 1 +X 2 P(2),同
24、理,X 1 ,X 2 ,X n 为相互独立且同为 P()分布时,有 23.设总体 X与 Y相互独立且均服从正态分布 N(0, 2 ),已知 X 1 ,X 2 ,X m 与 Y 1 ,Y 2 ,Y n 是分别来自总体 X与 Y的简单随机样本,统计量 服从 t(n)分布,则 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:*)解析:解析:根据题意可知 X i 一 N(0, 2 ),Y i N(0, 2 )且相互独立,所以 又因为 U与 V相互独立,由 t分布可知 24.设随机变量 X服从 n个自由度的 t分布,定义 t 满足 PXt =1一 (01)若已知P|X|x =b(b0),则 z=
25、 1(分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:*)解析:解析:根据 t分布的对称性以及 b0,可知 x0所以25.设 X 1 ,X 2 ,X 9 是来自总体 X一 N(,4)的简单随机样本,而 是样本均值,则满足 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:13067)解析:解析:根据题意可知26.假设总体 X服从标准正态分布,X 1 ,X 2 ,X n 是取自总体 X的简单随机样本,则统计量 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:t)填空项 1:_ (正确答案:2)填空项 1:_ (正确答案:n 一 1)解析:解析:根据简单随机样本的性质,X 1
26、,X 2 ,X n 是相互独立且同服从分布 N(0,1),所以 X 1 一 X 2 与 X 3 2 +X 4 2 相互独立,X 1 与 也相互独立,且有 X 1 一 X 2 N(0,2), ,X 3 2 +X 4 2 ,所以 27.设总体 X服从正态分布 N(0, 2 ),而 X 1 ,X 2 ,X 15 是取自总体 X的简单随机样本,则 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:F;(10,5))解析:解析:根据简单随机样本的性质,X 1 ,X 2 ,X 15 相互独立,且均服从正态分布 N(0, 2 ),所以 X 1 2 +X 2 2 +X 10 2 与 X 11 2 +X
27、12 2 +X 15 2 相互独立,由于 所以 28.已知总体 X服从正态分布 N(, 2 ),X 1 ,X 2 ,X 2n 是取自总体 X容量为 2n的简单随机样本,当 2 未知时, (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案: )解析:解析:依据 E(Y)= 2 求得 C,为此需要先求出 X 2i X 2i-1 分布 由于 X i 一 N(, 2 ),且相互独立,故 X 2i 一 X 2i-1 N(0,2 2 ),E(X 2i X 2i-1 ) 2 =D(X 2i X 2i-1 )+E(X 2i X 2i-1 )2 =2 2 那么有 29.设 X 1 ,X 2 ,X 6 是来自
28、正态分布 N(0, 2 )的简单随机样本统计量 F= (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:2 和 4)解析:解析: 且它们是相互独立的故30.总体 XN(0, 2 ),参数 0 未知,X 1 ,X 2 ,X n 是取自总体 X的简单随机样本(n0),令估计量 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案: 2 ; 2)解析:解析:因为 X 1 ,X 2 ,X n 相互独立与总体 X同分布,故 31.设总体 X的密度函数 分别为取自总体 X容量为 n的样本的均值和方差,则 (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:*)解析:解析: E(S 2 )=D(
29、X),则 E(X)= - + xf(x)dx= -1 1 x|x|dx=0 D(X)=E(X 2 )一 E 2 (X)= - + x 2 f(x)dx= -1 1 x 2 |x|dx=2 0 1 x 3 dx= 故 32.设 X 1 ,X 2 ,X n 为来自总体 X一 N(, 2 )的简单随机样本,记样本方差为 S 2 ,则 D(S 2 ) 1(分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:*)解析:解析:根据性质 2 (n一 1)及 D 2 (n一 1)=2(n一 1), 33.设总体 X的数学期望和方差都存在,X 1 ,X 2 X n 是来自总体 X的简单随机样本, 是样本均值,
30、则对于任意 i,j(ij), (分数:2.00)填空项 1:_ (正确答案:正确答案:*)解析:解析:设 =E(X), 2 =D(X),对任意 i,j(ij)因 X i 和 X j 独立同分布,所以 三、解答题(总题数:8,分数:16.00)34.解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。(分数:2.00)_解析:35.从正态总体 N(34,6 2 )中抽取容量为 n的样本,如果要求其样本均值位于区间(14,54)内的概率不小于 095,问样本容量 n至少应取多大? (分数:2.00)_正确答案:(正确答案: )解析:36.设随机变量 X的概率密度为 令 Y=X 2 ,F(x,y)为二维随
31、机变量(X,Y)的分布函数 (I)求 Y的概率密度 f Y (y); (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:(I)设 Y的分布函数为 F Y (y),即 F Y (y)=P(Yy)=P(X 2 y),则 当 y0时,F Y (y)=0; 当 y4,F Y (y)=1 所以 )解析:37.已知样本观测值为 x 1 ,x 2 ,x n ,设 a及 b0 为常数,作变换 (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:根据变换 可得 x i =by i +a,i=1,2,n (I)将上式代入 x i 均值观测值计算公式,有 ()将 x i =by i +a代入 x i 的方差的观测值计算公式,有 )解
32、析:38.设总体 XN(0, 2 ),参数 0 未知,X 1 ,X 2 ,X n 是取自总体 X的简单随机样本(n1),令估计量 (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:(I)因为 X 1 ,X 2 ,X n 相互独立且与总体 X同分布,所以 ()根据抽样分布有关结论知 再由 2 分布随机变量的方差公式有:Y 2 (n),则 D(Y)=2n 所以 )解析:39.设总体 X一 N(, 2 ), 2 未知,X 1 ,X 2 ,X n 是来自 X的样本,试确定常数 C,使CY=C(X 1 一 X 2 ) 2 +(X 3 一 X 4 ) 2 +(X 5 一 X 6 ) 2 的期望为 2 (分数:2.
33、00)_正确答案:(正确答案:E(X 1 一 X 2 ) 2 =D(X 1 一 X 2 )+E(X 1 一 X 2 ) 2 =D(X 1 )+D(X 2 )=2 2 (因 X 1 ,X 2 独立), 同理 E(X 3 一 X 4 ) 2 =E(X 5 一 X 6 ) 2 =2 2 , 于是 EC(X 1 一 X 2 ) 2 +(X 3 一 X 4 ) 2 +(X 5 一 X 6 ) 2 =CE(X 1 一 X 2 ) 2 +E(X 3 一 X 4 ) 2 +E(X 5 一 X 6 ) 2 =C(2 2 +2 2 +2 2 )=6C 2 , 即有 E(CY)=6C 2 根据题设,令 E(CY)=
34、6C 2 = 2 ,即得 )解析:40.已知总体 X的数学期望 E(X)=,方差 D(X)= 2 ,X 1 ,X 2 ,X 2n 是来自总体 X容量为 2n的简单随机样本,样本均值为 (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:因为总体分布未知,将 Y化简,根据数字特征性质计算 E(Y)因为 )解析:41.已知 X 1 ,X n 是来自总体 X容量为 n的简单随机样本,其均值和方差分别为 (I)如果 E(X)=,D(X)= 2 ,试证明: 的相关系数 =- (分数:2.00)_正确答案:(正确答案:证明:(I)因为总体分布未知,因此只能应用定义与性质证明,因为 X 1 ,X n 相互独立且与总体 X同分布,所以 E(X i )=,D(X i )= 2 , ()因为总体XN(0, 2 ),故 E(X i )=0,D(X i )= 2 )解析: