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数理统计习题

2025-09-02人已围观

数理统计习题
  数理统计考试试卷

  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16 2 1,..., , 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? ? ,则} 8 {1612?iiX P=________; 3、设总体 ) , ( ~2? ? N X ,若 ? 和2? 均未知, n 为样本容量,总体均值 ? 的置信水平为? ? 1 的置信区间为 ) , ( ? ? ? ? X X ,则 ? 的值为________;

  4、设nX X X ,..., ,2 1为取自总体 ) , ( ~2? ? N X 的一个样本,对于给定的显著性水平 ? ,已知关于2? 检验的拒绝域为 ?2 ≤) 1 (21n ,则相应的备择假设1H 为________; 5 、 设 总 体 ) , ( ~2? ? N X ,2? 已 知 , 在 显 著 性 水 平 0.05 下 , 检 验 假 设0 0 :? ? ? H ,0 1 :? ? ? H ,拒绝域是________。

  1、 )210 ( , N ; 2、0。01; 3、nSn t ) 1 (2; 4、202? ? ? ; 5、05 . 0z z ? ? 。

  二、选择题(本题 15 分,每题 3 分)

  ?1、设3 2 1, , X X X 是取自总体 X 的一个样本, ? 是未知参数,以下函数是统计量的为(

  ). (A)

  ) (3 2 1X X X ? ? ?

  (B)3 2 1X X X ? ?

  (C)3 2 11X X X?

  (D)231) (31? ?iiX

  2、设nX X X , . . . , ,2 1为取自总体 ) , ( ~2? ? N X 的样本, X 为样本均值,212) (1X XnSinin? ?,则服从自由度为 1 ? n 的 t 分布的统计量为(

  ). (A) )

  ? X n(

  (B)nSX n ) ( ? ?

  (C) )

  ? ? X n ( 1

  (D)nSX n ) ( 1 ? ? ? 3、设nX X X , , ,2 1? 是来自总体的样本,2) ( ? ? X D 存在, 212) (11X XnSini?, 则(

  )。

  (A)2S 是2? 的矩估计 ( ? )B?2S 是2? 的极大似然估计

  (C)2S 是2? 的无偏估计和相合估计( )D?2S 作为2? 的估计其优良性与分布有关 4、设总体 ) , ( ~ ), , ( ~22 221 1? ? ? ? N Y N X 相互独立,样本容量分别为2 1 ,nn ,样本方差分别为2221 ,SS ,在显著性水平 ? 下,检验2221 12221 0: , : ? ? ? ? ? ? H H 的拒绝域为(

  ). (A)

  ) 1 , 1 (1 22122? ? ? n n Fss?

  (B)

  ) 1 , 1 (1 2212122? ? n n Fss? (C)

  ) 1 , 1 (2 12122? ? ? n n Fss?

  (D)

  ) 1 , 1 (2 1212122? ? n n Fss?

  5、设总体 ) , ( ~2? ? N X ,2? 已知, ? 未知,nx x x , , ,2 1? 是来自总体的样本观察值,已知 ?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 ? ? 时,检验假设0 . 5 : , 0 . 5 :1 0? ? ? ? H 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xxx f0, 0,2) (2,其中未知 参数 0 ? ? ,nX X , ,1? 是来自 X 的样本,求(1)

  ? 的矩估计;(2)

  ? 的极大似然估计。

  解:(1)

  ?32 2) ( ) (0 22? ? ?x dxx d x f x X E , 令 ?32)?( ? ? X X E ,得 X23? 为参数 ? 的矩估计量. (2)似然函数为: ) , , 2 , 1 ( , 02 2) , (1212n i x xxx Liniinnniii? ? ? ? ? ? , , 而 ) ( ? L 是 ? 的单调减少函数,所以 ? 的极大似然估计量为 } , , , max{?2 1 nX X X ? ? ? 。

  四、(本题14分)设总体 ) , 0 ( ~2? N X ,且10 2 1 ,x x x ? 是样本观察值,样本方差 22? s , (1)求2? 的置信水平为0.95 的置信区间;(2)已知 ) 1 ( ~222XY ? ,求32?XD 的置

  信水平为0。95的置信区间;( 70 . 2 ) 9 (2975 . 0? ? , 023 . 19 ) 9 (2025 . 0? ? ). 解: (1)2? 的置信水平为 0。95 的置信区间为) 9 (18,) 9 (182975 . 02025 . 0? ?,即为(0.9462,6.6667); (2)32?XD =222 2222)] 1 ( [1 1? ? ?DXD ; 由于2 322? XD 是2? 的单调减少函数,置信区间为2 22,2? ?, 即为(0。3000,2.1137)。

  五、(本题10 分)设总体 X 服从参数为 ? 的指数分布,其中 0 ? ? 未知,nX X , ,1? 为取自总体 X 的样本, 若已知 ) 2 ( ~221n X Unii? ,求: (1)

  ? 的置信水平为 ? ? 1 的单侧置信下限; (2)某种元件的寿命(单位:h)服从上述指数分布,现从中抽得容量为 16 的样本,测得样本均值为 5010(h),试求元件的平均寿命的置信水平为 0。90 的单侧置信下限。) 585 . 42 ) 32 ( , 985 . 44 ) 31 ( (210 . 0205 . 0? ? ? ? 。

  解:(1)

  , 1) 2 (2, 1 ) 2 (222? ? ? ? ? nX nP nX nP ?

  即 ? 的单侧置信下限为) 2 (22nX n? ? ;(2) 706 . 3764585 . 425010 16 2 ? .

  六、(本题14 分)某工厂正常生产时,排出的污水中动植物油的浓度 ) 1 , 10 ( ~ N X ,今阶段性抽取 10 个水样,测得平均浓度为 10.8(mg/L),标准差为1。2(mg/L),问该工厂生产是否正常?(2 20.025 0.025 0.9750.05, (9) 2.2622, (9) 19.023, (9) 2.700 t ? ? ? ? ? ? ? )

  解:

  (1)检验假设 H 0 :

  ?2 =1, H1 :

  ?2 ≠1; 取统计量:2022) 1 (s n ;

  拒绝域为:

  ?2 ≤) 9 ( ) 1 (2975 . 0221? ? n =2。70 或 ?2 ≥ 2025 . 022) 1 ( ? ? ? ? ? n=19。023, 经计算:

  96 . 1212 . 1 9 ) 1 (22022?s n,由于 ) 023 . 19 , 700 . 2 ( 96 . 122? ? ?2 , 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 ?2 =1。

  (2)检验假设 10 101 0? ? ? ? ? ? :

  , :

  H H ;

  取统计量:10 /10SXt ~ ) 9 (2?t ; 拒绝域为 2622 . 2 ) 9 (025 . 0? ?t t ; 1028 . 210 / 2 . 110 8 . 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4 3 2 1, , , X X X X 为取自总体 ) 4 , ( ~2? N X 的样本,对假设检验问题5 : , 5 :1 0? ? ? ? H H ,(1)在显著性水平 0。05下求拒绝域;(2)若 ?=6,求上述检验所犯的第二类错误的概率 ? .

  解:(1) 拒绝域为 96 . 1254 / 45025 . 0? ? zx xz ; (2)由(1)解得接受域为(1.08,8。92),当 ?=6时,接受0H 的概率为 921 . 026 08 . 126 92 . 8} 92 . 8 08 . 1 { ? ? ? ? ? ? X P ? .

  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X1服从 自由度为 ) , ( m n 的 F 分布;(2)若 n m ? ,且 05 . 0 } { ? ? ? X P ,求 }1{ X P 的值。

  证明:因为 ) , ( ~ n m F X ,由 F 分布的定义可令n Vm UX//? ,其中 ) ( ~ ), ( ~2 2n V m U ? ? , U 与V 相互独立,所以 ) , ( ~// 1m n Fm Un VX? 。

  当 n m ? 时, X 与X1服从自由度为 ) , ( n n 的 F 分布,故有 ? ? } { ? X P }1{ X P , 从而

  95 . 0 05 . 0 1 } { 1 }1{ 1 }1{ }1{ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? X PXPXP X P

  。

  数理统计试卷参考答案

  一、填空题(本题 15分,每题 3 分)

  1、 )210 ( , N ; 2、0。01; 3、nSn t ) 1 (2; 4、202? ? ? ; 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) ?32 2) ( ) (0 22? ? ?x dxx d x f x X E , 令 ?32)?( ? ? X X E ,得 X23? 为参数 ? 的矩估计量。

  (2)似然函数为:

  ) , , 2 , 1 ( , 02 2) , (1212n i x xxx Liniinnniii? ? ? ? ? ? , ,

  而 ) ( ? L 是 ? 的单调减少函数,所以 ? 的极大似然估计量为 } , , , max{?2 1 nX X X ? ? ? 。

  四、(本题 14分)解:

  (1)2? 的置信水平为 0.95 的置信区间为) 9 (18,) 9 (182975 . 02025 . 0? ?,即为(0.9462,6。6667); (2)32?XD=222 2222)] 1 ( [1 1? ? ?DXD ; 由于2 322? XD 是2? 的单调减少函数,置信区间为2 22,2? ?, 即为(0。3000,2.1137)。

  五、(本题10分)解:(1)

  , 1) 2 (2, 1 ) 2 (222? ? ? ? ? nX nP nX nP ?

  即 ? 的单侧置信下限为) 2 (22nX n? ? ;(2)

  706 . 3764585 . 425010 16 2 ? 。

  六、(本题14 分)解:

  (1)检验假设 H 0 :

  ?2=1, H1 :

  ?2 ≠1; 取统计量:2022) 1 (s n ;

  拒绝域为:

  ?2 ≤) 9 ( ) 1 (2975 . 0221? ? n=2。70 或 ?2 ≥ 2025 . 022) 1 ( ? ? ? ? ? n=19.023, 经计算:

  96 . 1212 . 1 9 ) 1 (22022?s n,由于 ) 023 . 19 , 700 . 2 ( 96 . 122? ? ?2 , 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 ?2=1。

  (2)检验假设 10 101 0? ? ? ? ? ? :

  , :

  H H ;

  取统计量:10 /10SXt ~ ) 9 (2?t ; 拒绝域为 2622 . 2 ) 9 (025 . 0? ?t t ; 1028 . 210 / 2 . 110 8 . 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? ? zx xz ; (2)由(1)解得接受域为(1.08,8.92),当 ? =6 时,接受0H 的概率为 921 . 026 08 . 126 92 . 8} 92 . 8 08 . 1 { ? ? ? ? ? ? X P ? 。

  八、(本题 8 分)证明:因为 ) , ( ~ n m F X ,由 F 分布的定义可令n Vm UX//? ,其中) ( ~ ), ( ~2 2n V m U ? ? , U 与 V 相互独立,所以 ) , ( ~// 1m n Fm Un VX? . 当 n m ? 时, X 与X1服从自由度为 ) , ( n n 的 F 分布,故有 ? ? } { ? X P }1{ X P , 从而

  95 . 0 05 . 0 1 } { 1 }1{ 1 }1{ }1{ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? X PXPXP X P

  。

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