数理统计习题答案
第一章
1.解:
()
()
()()()()()12
2
5
2
1
1
222221
9294103105106
100
5
111005
1
9210094100103100105100106100534
n
i
i n
i
i
i i X x n
S x
x
x
n ===++++=
=
==
-=
-??
=
-+-+-+-+-?
?=∑∑∑
2. 解:子样平均数 *
1
1
l
i i
i X m x n
==
∑
()11834061026
2
60
4
=
?
+?
+?+?=
子样方差 ()
2
2
*
1
1l
i
i
i S m x
x
n
==
-∑
()(
)
()
(
)2
2
2
2
1
814403
410642264
6018.67
??
=
?-+
?-+
?-+?
-
?
?
=
子样标准差
4.32
S == 3. 解:因为
i i x a y c
-=
所以 i i x a cy =+
11n
i i x x n ==
∑
()
1
1
11n
i i n
i i a c y n
n a c y n ===
+
?
?=+ ??
?
∑∑
1
n
i
i c a y n
a c y
==+
=+∑
所以 x a c y =+ 成立
()
2
2
1
1
n
x i
i s x x
n
==
-∑
()
()
()
2
2
12
2
1
11n
i
i i
n
i
i n
i
i a cy
a c y
n cy
c y
n c
y
y
n
====
+--=
-=
-∑∑∑
因为 ()
2
21
1n
y
i
i s y
y
n
==
-∑ 所以
2
2
2
x y s c s = 成立
()()()()()17218120
3.2147.21
1.2
e n n e n
M X X R X X M X X +?? ?
??
??+ ???
====-=--====
4. 解:变换 2000i i y x =-
1
1n
i
i y y n
==
∑
(
)161303103042420
90918520
310
9
240.444=
--++++-++=
()
2
2
1
1
n
y i
i s y y
n
==
-∑
()()()()()()()
()()2
22
2
2
2
2
22
161240.444303240.4441030240.4449
424240.44420240.444909240.444185240.44420240.444310240.444197032.247
=
--+--+-+
??-+-+-+
?
--+-+-?
=
利用3题的结果可知
2220002240.444197032.247
x
y
x y s s =+===
5. 解:变换 ()10080
i i y x =-
13
1
1
1
1
13
n
i i i i y y y n
===
=
∑∑
[]124243343532
2
13
2.00
=
-+
+++++-+++++= ()
2
2
1
1n
y i
i s y
y
n
==
-∑
()()()()
()()2
2
2
2
2212 2.0032 2.005 2.0034 2.0013
33 2.003 2.005.3077
=
--+?-+-+?-???
+?-+--?
=
利用3题的结果可知
2
24
8080.02
100
5.307710
10000
y
x
y x s s
-=+==
=?
6. 解:变换()1027i i y x =-
1
1
l
i
i i y m y n
==
∑
()135293124
34
10
1.5
=
-?
-?+?+=- 2710
y x =
+=26.85
(
)2
2
1
1l
y
i
i i s m y y n
==
-
∑
()()(
)()
2
2
2
2
1235
1.5391.54121.5341.5
10
440.25
?=
?-++?-++?+
++
???=
2
21 4.4025100
x y s s ==
*1
1
l
i i
i x m x n
==
∑
()1156
101601416426
1721216828176
81802
100
166
=
?+?+?+?+?+?+?=
()
2
2
*1
1l
i
i
i s m x
x
n
==
-∑
()()()()
()()()2
2
2
2
222
110156166141601662616416628168166100
121721668176166218016633.44
=
?-+?-+?-+?-???
+?-+?-+?-?
=
8解:将子样值重新排列(由小到大)
-4,-2.1,-2.1,-0.1,-0.1,0,0,1.2,1.2,2.01,2.22,3.2,3.21
()()()()()17218120
3.2147.211.2
e n n e n
M X X R X X M X X +?? ???
??+ ???
====-=--====
9解: 1
2
1
2
1
1
1
2
12
11n n i
j
i j n x
n x
n n x n n ==+=
+∑∑1122
12
n x n x n n +=
+
()
12
2
21
12
1n n i
i s x
x
n n +==
-+∑
(
)(
)()12
1
2
2
2
112
2
1
1
112212
12
2
2
2
2
2
111
2
22
1
12212
12
2
2
2
2
2
1122
11
22
11221212
12
2
2
2
112
1
1122
121n n i i n n i j
i j x x n n x x n x n x n n n n n s x n s x n
x n x n n n n n s n s n x n x n x n x n n n n n n n n n x n n s
n s
n n +====
-++
??
+=
- ?
++??+++??
+=
- ?
++?
?
??+++=+
- ?
+++??
+++=
+
+∑
∑
∑
()()
()
()
()
()
2
2
2
1221122
2
1
2
2
2
2
2
1122
121
122
1212
2
121
2
2
2
2
12
1
2
1122
2
12
1
2
2n n x n x n x n n n s n s n n x n n x n n x x n n n n n n x
x n s n s n n n n +-++++-=+
++-+=
+
++
试写出子样的频数分布,再写出经验分布函数并作出其图形。 解:
()20040.1460.367
0.75790.9910110
x x x F x x x x ?
≤
?≤<=?≤
?≤
≥?
12. 解:
x
13.解:i x U 在此题中
x 14.解:因为所以 由2
χ Y =
所以 ()2
Y n χ
15. 解:因为 ()0,1i X N 1,2,,i n =??? ()1230,3X X X N ++
0E
=
1D =
所以
()0,1N
()2
2
1χ? ? 同理
()2
2
1X X X χ++? ?
由于2χ分布的可加性,故
()2
2
21
23X X X X X X Y χ++++?=+ ? 可知 13
C =
16. 解:(1)因为 ()2
0,i X N σ 1,2,,i n =???
()0,1i
X N σ
所以
()2
2
12
1
n
i i X Y n χσσ=??= ???
∑
(){}1
1122Y
Y
y F y P Y y P σ
σ??=≤=
≤????
()
2
2
y
f x d x
σ
χ=
?
()()211'
2
21Y Y y f y F y f χσσ
??==? ??? 因为 ()2
122202200
n x n x e x n f x x χ
--??>???
=?Γ ?
????
≥?
所以 ()2
112220
2200
n y n n Y y e y n f y y σ
σ--??>???
=?Γ ?
????
≤? (2) 因为 ()2
0,i X N σ 1,2,,i n =???
()0,1i
X N σ
所以
()2
2
22
1
n
i i X nY n χσσ=??= ???
∑
(){}()2
2222220
ny
Y nY
ny F y P Y y P f x dx σ
χσ
σ??=≤=≤=
?????
()()22
2'
22Y
Y ny n f y F y f χσσ
??=
= ???
故 ()2
21222202200
n n
ny n n Y n y e y n f y y σ
σ--??>?
??=?Γ ?
????
≤?
(3)因为 ()2
0,i X N σ
1,2,,i n =???
()1
0,1n
i X N =∑
所以
()2
2
311n
i Y n χσ=?= ?∑
(){}()
()2
2
333210
y
n Y Y F y P Y y P y f x dx n σ
χσ??
=≤=≤=
????
?
()()()2
33'
2211
Y Y y f y F y f n n χσσ
??==
??? 0.
故 (
)232000
y n Y y f y y σ-?>=≤?
(4)因为 ()2
0,i X N σ
1,2,,i n =???
所以
(
)
()1
2
2
42
1
0,11n
i n
i N Y χσ==?
= ?∑
∑
(){}()
()()()()2
2
422
4442210
'
2211y
Y Y Y
y F y P Y y P f x dx
y f y F y f σ
χχχσσσσ
??=≤=≤=
??????==
????
故 (
)2
4
2000
y Y
y f y y σ-?>=≤? 17.解:因为 ()X t n 存在相互独立的U ,V
()0,1U N ()2
V n χ
使
X =
()2
2
1U
χ
则 2
2
1U
X
V
n
=
由定义可知 ()2
1,F n χ
18解:因为 ()2
0,i X N σ
1,2,,i n =???
()1
0,1n
i N =∑
()2
21n m
i i n X m χσ+=+??
???
∑
所以
()1n
n
i X Y t m =
=
(2)因为
()0,1i
X N σ
1,2,,
i n m
=???+
()()
2
21
2
2
1n
i i n m
i i n X n X m χσχσ=+=+?? ???
?? ??
?∑
∑
所以 ()2
2
1
122
2
1
1,n
i n
i i
i n m
n m
i i
i n i n X m X
n
Y F n m X n
X m
σσ==++=+=+?? ???=
=?? ???
∑
∑∑
∑
19.解:用公式计算
(
)2
0.010.01
90900χ= 查表得 0.01
2.33U = 代入上式计算可得 ()2
0.01909031.26
12
1.26χ=+
= 20.解:因为 ()2
X n χ
2
E n χ
= 2
2D n χ=
由2χ分布的性质3可知
()0,1N
{
}P X c P ≤=≤
2
2
lim t
n P dt -
→∞-∞
?≤==Φ ??
故 {
}P X c ?≤≈Φ
?
第 二 章
1.
,0
()0,0()()1
()
1
1
1
x x x
x
x
e x
f x x E x f x x d x x e d x
x e e
d x e
x
λλλλλλλλλ
λ
λ
λ
-+∞+∞--∞+∞+∞--+∞-?≥=?
=?==-+
=-=
=?
?
?
令
从而有 1x λ∧
=
2.
()1
1
1
1
2
1).()(1)
(1)
1
111k k x x E x k p p p k p p
p
p ∞∞
--===-=-==
??--??
∑
∑
令1
p =X
所以有
1p X
∧
=
2).其似然函数为1`
1
1
()(1)
(1)n
i x i i n
X n
n
i L P P p p p -=-=∑=-=-∏
1
ln ()ln ()ln (1)
n
i i L P n p X n p ==+--∑
1
ln 1()0
1n
i
i d L n X
n d p
p
p
==
-
-=-∑
解之得
1
1n
i
i n
p X
X
∧
==
=
∑
3. 解:因为总体X服从U(a ,b )所以
(
)2
122!
2!!
()12n i i a b
n E X r n r X X X X
a b S X b X =∧∧
+=--?=???-?=???
=-???=+?
∑2
2
2(a -b )() D (X )=
12令E (X )= D (X )=S ,
1S = n a +b
2()a
4. 解:(1)设
12,,n x x x 为样本观察值则似然函数为: 1
1
1
()()
,01,1,2,,ln ()ln ln ln ln 0
n
n
i i i n
i
i i
n
i i L x x i n
L n x d L n
x d θθθ
θθθθ
θ
-====<<==+=
+
=∏∑∑
(-1)
解之得:
1
1
ln ln n
i i n
i
i n
x n
x θθ=∧
==-
==
∑
∑
(2)母体X 的期望
10
()()1E x xf x d x x d x θ
θθθ+∞-∞
=
=
=
+?
?
而样本均值为:
1
1
()1n
i
i X x n
E x X X X
θ=∧
=
==
-∑令得
5.。解:其似然函数为:
1
1
1
1
1
11()2(2)1
ln ()ln(2)1
n
i
i
i x n
x n
i n
i
i n
i
i L e
e
L n x x σ
σ
σσ
σσσσ
σσ
=-
-
==∧
=∑
=
?=
?=--
=
∏
∑
=∑
令
得:
(2)由于
1
1
222111()(
)()x
x
x
x
n
n
i i i i x x E e d x e
d x x e
e
d x E E x E x n n
n
n
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σ
σσσ
+∞
-
-
-
-
+∞+∞+∞-∞
∧
===
==-+
===
=
?=?
??
∑
∑
所以
1
1
n
i
i x n
σ∧
==
∑ 为σ的无偏估计量。
6. 解:其似然函数为:
(1)(1)()()(1)!
(1)!11k k n n k x n x i k i
L x e x e
i i k k i i βββββ----∏==∏--==
11n n
L n k
k X X i i i i β
ββ=+-
-∑∑==
1
ln ()
n
i
i d L n k
d X
ββ
β
==
-
=∑
解得
1
n
i
i n k
k X
X
β∧
==
=
∑
7.解:由题意知:均匀分布的母体平均数2
2
β
βμ=
-=
,
方差12
12
)0(2
2
2
β
βλ
=
-=
用极大似然估计法求β得极大似然估计量 似然函数:∏
==n
i n
L 11
)(θ
β
β
≤≤≤≤≤n
i i i i x x 1)
(max min 0
1
(),0,
f x x ββ
=
≤≤
选取β使L 达到最大取n
i i
x ≤≤∧
=1max β
由以上结论当抽得容量为6的子样数值1.3,0.6,1.7,2.2,0.3,1.1,时
2.2=∧β即,
1.12
==
∧
∧
β
μ 4033
.012
2.22.212
2
2
≈?=
=
∧
β
σ
8. 解:取子样值为)
(),,,(21θ≥i n x x x x
则似然函数为:
∏=--=
n
i x i e
L 1
)
()(θθ θ
≥i x
∑∑==+-=--=n i n
i i i n x x L 1
1
)()(ln θ
θθ
要使似然函数最大,则需θ取),,,min(
21n x x x 即
θ
=),,min(
21n x x x
9. 解:取子样值)0)(,,(2,
1>i n x x x x
则其似然函数∑===-=-∏n
i i
i
x n
n i x
e
e L 1
1
)(λ
λλλλ
∑=-=n
i i
x n L 1
ln )(ln λλλ
∑
=-
=
n
i i
x n
d L 1
)(ln λ
λ
λ
x
x n
n
i i
11
==
∑
=∧
λ
由题中数据可知
20)6525554545703510025150152455365(1000
1=?+?+?+?+?+?+?=
x
则
05
.020
1==
∧
λ
10. 解:(1)由题中子样值及题意知: 极差7.45.12.6=-=R
查表2-1得4299
.015
=d 故0205
.27.44299.0=?=∧
λ
(2)平均极差115.0=R
,查表知
3249
.0110
=d
0455
.0115.03249.0=?=∧
λ
解:设∧
u 为其母体平均数的无偏估计,则应有x
=∧
μ
又因4
)26261034018(60
1=?+?+?+?=
x
即知4
=∧
μ
12. 解:)1,(~μN X
μ
=∴)(i x E ,1)(=i x D ,
)2,1(=i
则μ
μ
=+
=∧
2
1
1
3
23
1)(EX
EX
E
μμ=+=
∧
2
1
2434
1)(EX EX E μ
μ=+
=
∧
2
132
12
1)(EX
EX
E
所以三个估计量321,,∧
∧
∧
μμμ均为μ的无偏估计
9
59
19
49
1
94)3132()(2
121=
+
=
+=+=∧
DX
DX X X D D μ
同理可得8
5)(2
=∧
μ
D ,2
1)(2
=∧
μ
D
可知3∧
μ的方差最小也亦∧
2μ最有效。 13解:)(~λP X
λλ==∴)(,)(X D X E
])(1
1
[
)(12
2
*∑
=--=n
i i X X n E S
E )]()([112
1
2
X nE X E n n
i i --=
∑=
])(
)([1
11
2
2
∑=+-+-=
n
i n
n n λλ
λλλ
λλ=--=)(1
1n n
即2
*S 是λ的无偏估计 又因为λ
==
=
=
∑∑∑===n
i i
n
i i n
i i
EX
n
X E n
X
n
E X E 1
1
1
1)(1)1()(
即X 也是λ的无偏估计。 又]1,0[∈?α λ
λλαλααα=-+=-+=-+)1()()1()())1((2
*2
*S
E X E S
X a E
因此2
*)1(S
X
αα-+也是λ的无偏估计
14.解:由题意:),(~2
σμN X
因为])(()([)()
(2
11
1
12
12
i i n i i i i i X X E X X D C X X E C E -+-=-=+-=++∧
∑∑λ
2
1
1
2
1
1
1)1(22]0)()([λ
λ-==++=∑∑-=-=+n C C X D X D C n i n i i i
要使2
2
)(λ
λ
=∧E 只需)
1(21+=
n C
所以当)
1(21-=
n C
时2
∧λ为2λ的无偏估计。
15.证明: 参数θ的无偏估计量为∧
θ,∧
θD 依赖于子样容量n 则,0>?ε
由切比雪夫不等式
0lim =∧
∞→θD n 故有1lim =?
??
???<-∧∞
→εθθp n 即证∧
θ为θ的相合估计量。
16证明:设X 服从),(p N B ,则分布律为 k
k k N
P P k X P C
)
1()(-=
= ),2,1(N k =
这时NP
X E =)( )1()(P NP X D -= 2
2
2
2
)1()(P
N P NP EX DX EX
+-=+=
例4中N
X p -
∧
= 所以P
N
NP N
X E P E ==
=
-
∧
)((无偏)
Nn
P P n
N P NP N
X D P D )1()1(2
2
-=
-=
=
-
∧
罗—克拉美下界满足
∑=----??=n
k P
N K K N
P
N K K N
R
P P P P Ln p
n I C
C
02
)
1(]
)
1([
1
∑=----++??
=N
K K
N K K N
K N
P P P Ln P N KLnP Ln
P n C
C
02
)
1())]
1()(([
∑=-----
=N
K K
N K K N
P P P
P N P
K n C
2
)
1(]
1[
])
1(2)
1(22[
2
2
2
2
2
2
P EX NEX N
P P EX
NEX P
EX n -+-+---
=
2
2
222
2
2
222
2
2)
1()1(2)
1()1(2
)1([
P P
N P NP P N N
P P
N P NP P N P
P
N P NP n -+-+-+
-----+-=)
1(]
111[P P nN P
P
nN -=
-+
=
所以∧
=-=
P
D nN
P P I
R
)1(即∧
p 为优效估计
17. 解:设总体X 的密度函数
2
2
2)(21)(σ
μσ
π--
=
x e
x f
似然函数为∏
=--
-
-∑==
=n
i x n x n
i i i e
e
L 1
2)
(2
2
2)
(2
2
1
2
2
2
)
2(21)(σ
μσ
μπσ
σ
πσ
2
1
2
2
2
2)
(2
22
)(σ
μσ
πσ∑=--
-
-
=n
i i
x
Ln n Ln n LnL
2)
(24
1
2
2
2
=-+
-
=∑=σ
μσ
σ
n
i i
x
n d dLnL
∑=-=
n
i i
x n
1
2
2
)
(1
μσ
因为?
+∞
∞
-??dx
x f x Lnf )())((
2
2
σ
=?
∞
+∞
---
-
-dx
e x x 2
2
2)(2
2
4
2
21]
212)([
σ
μσ
πσ
σ
μ =
]2)()([414
2
2
4
8
σσ
μμσ
+---X E X E =
4
2σ
n
故2σ的罗—克拉美下界 4
2σ
n
I R =
又因∑=∧-=n
i i
X n
E E 1
2
2
))(1
(
μσ
∑=-=
n
i i X E n
1
2))((1μ2
σ
=
且∑=-=n
i i X n
D D 1
2
2
))(1
(
)(μσ
4
2σ
n
=
所以2
∧σ是2
∧σ的无偏估计量且)(2
∧=σD I R
故2∧σ是2
∧σ的优效估计
18. 解:由题意:n=100,可以认为此为大子样,
所以n
S
X U
μ-=近似服从)1,0(N α
α-=1}{2
u U P 得置信区间为n
s u x 2
(α
-
)2
n
s u x α
+
已知95
.01=-α
s=40 x =1000 查表知96
.12
=α
u 代入计算得
所求置信区间为(992.16 1007.84) 19.解:(1)已知cm
01.0=σ
则由)1,0(~N n
X U
σ
μ
-=
α
α-=<1}{2
u U P
解之得置信区间n
u X σα
2
(-
)2
n
u X σα
+
将n=16
X
=2.125
645
.105.02
==u u α 01
.0=σ
代入计算得置信区间(2.1209 2.1291) (2)σ未知 )1(~--=
n t n
S
X T μ
α
α-=<1}{2
t T P
解得置信区间为2
(α
t n s X -
)2
αt n
s X +
将n=16
753
.1)15()15(05.02
==t t α
00029
.02
=S 代入计算得
置信区间为(2.1175 2.1325)。 20.。解:用T 估计法 )1(~--=
*
n t n
S
X T μ
α
α-=-<1)}1({2
n t T P 解之得置信区间2
(α
t n
S
X *
-
)2
*
αt n
S
X +
将6720
=X
220=*
S
n=10 查表2622
.2)9(025
.0=t
代入得置信区间为(6562.618 6877.382)。
21.解:因n=60属于大样本且是来自(0—1)分布的总体,故由中心极限定理知
)
1()
1(1
p np np X n p np np
X n
i i --=
--∑
=近似服从)1,0(N 即
α
α-=<--1})
1()({
2
u p np P X n p
解得置信区间为2
)1((α
u n
p p X --
))1(2
αu n
p p X -+
本题中将
n
U n 代替上式中的X 由题设条件知
25
.0=n
U n
055
.0)
()1(2
=-=
-n
U n U n
p p n n 查表知96
.1025.0==U U n
代入计算的所求置信区间为(0.1404 0.3596) 22. 解:2σ未知 故)1,0(~N n
X U σ
μ
-=
由α
α-<<1}{2
u U
P 解得 置信区间为2
(α
σu n
X -
)2
ασu n
X +
区间长度为2
2α
σu n
于是
L
u n
≤2
2ασ
计算得2
2
22
4α
σU L
n ≥
即为所求
23.解:μ未知,用2χ估计法 )1(~)1(2
2
2
2
--=
n S
n χσ
χ
α
χχχ
αα
-=-<-<--
1)}1()1()1({2
2
222
1n n n P
解得σ的置信区间为22
2
)1((
α
χS
n -
)
)1(22
12
α
χ
-
-S
n
(1)当n=10,*S =5.1时 查表)9(2005
.0χ
=23.59 )9(2
995.0χ=1.73
代入计算得σ的置信区间为(3.150 11.616) (2)当n=46,*S =14时 查表)45(2005
.0χ
=73.166 )45(2
995.0χ24.311
代入计算可得σ的置信区间为(10.979 19.047) 24.解:(1)先求μ的置信区间 由于σ未知 )1(~--=
n t n
S
X T μ
α
α-=<1}{2
t T P
得置信区间为2
(α
t n
S X
-
)2
αt n
S X +
经计算2203
.012
.5==S X
查表093.2)19(025.0=t n=20
代入计算得置信区间为(5.1069 5.3131) (2)μ未知 用统计量)1(~)1(2
2
2
2
--=
n S
n χσ
χ
α
χχ
χ
αα
-=<<-
1}{2
2
2
22
1P
得σ的置信区间为
22
2
)1((
α
χS
n -
)
)1(22
12
α
χ
-
-S
n
查表)19(2025
.0χ
=32.85
)19(2
975.0χ=8.91
代入计算得σ的置信区间为(0.1675 0.3217) 25.解:因1+n X 与n
X
X X ,,21
相互独立,所以1+n X 与X 相互独立,故
))11(,0(~2
1
σn N X X
n +
-+
又因
)1(~2
2
2-n nS
χσ
且与X
X n -
+1相互独立,有T 分布的定义知
)
1(~1
1)1(1
1
2
2
1
-+--=
-+-++n t n n S
X X
n nS
n n X
X
n n σ
σ
26. 解:因),(~21σμN X i
m i ,2,1=
),(~2
2σμN Y j
n
j ,2,1=
所以),
0(~)(2
21m
N X
σαμα-, ),
0(~)(2
2
2n
N Y σβμβ-
由于X 与Y 相互独立,则
)](
,0[~)()(2
2
21n
m
N Y X β
α
μβμα+
-+-
即
)1,0(~)
()(2
2
21N n
m
Y X σ
βα
μβμα+
-+-又因
)1(~2
2
2-m ms
x χσ
)
1(~2
2
2
-n ns y
χσ
则
)2(~2
2
2
2
2-++
n m ns ms
y
x χσ
σ
构造t 分布
n
m
Y X 2
2
21)
()(βα
σ
μβμα+
-+-=
)2(~2)
()(2
2
2221-++
-++-+-n m t n
m
n m ns
ms
Y X y
x
β
α
μβμα
27. 证明:因抽取n>45为大子样
)1(~)1(2
2
2
*2
--=
n s
n χσ
χ
由2χ分布的性质3知
)
1(2)
1(2
---=
n n U χ近似服从正态分布)1,0(N
所以
αα-=≤1}{2
u U P
得
2
2
)
1(2)1(α
χ
u
n n ≤--- 或2
2
22
)
1(2)
1()1(α
α
σ
u
n n s
n u
≤----≤
-
可得2σ的置信区间为
?????
??????
?
--
-+2
2
2
2
1
21,1
21α
α
u
n s u
n s
28. 解: 因2
2
22
1σ
σσ==未知,故用T 统计量
)2(~11)
(21-++
---=
m n t m
n
s Y X T w
μμ
其中2
)1()1(2
2
2
12-+-+-=
m n s m s n s w
而
.
0=α
2
-+m n
查表 144
.2)4(025.0=t
计算 625
.81=X
125.76=Y
695
.1452
1=s ,554
.1012
2=s ,
625
.1232
=w s 代入得 9237
.115.511)2(2±=+-+±-m
n
s m n t
Y X w
α
故得置信区间)4237.17,4237.6(-
数理统计 一、填空题 1、设n X X X ,,21为母体X 的一个子样,如果),,(21n X X X g , 则称),,(21n X X X g 为统计量。不含任何未知参数 2、设母体 ),,(~2 N X 已知,则在求均值 的区间估计时,使用的随机变量为 n X 3、设母体X 服从修正方差为1的正态分布,根据来自母体的容量为100的子样,测得子样均值为5,则X 的数学期望的置信水平为95%的置信区间为 。 025.010 1 5u 4、假设检验的统计思想是 。 小概率事件在一次试验中不会发生 5、某产品以往废品率不高于5%,今抽取一个子样检验这批产品废品率是否高于5%, 此问题的原假设为 。 0H :05.0 p 6、某地区的年降雨量),(~2 N X ,现对其年降雨量连续进行5次观察,得数据为: (单位:mm) 587 672 701 640 650 ,则2 的矩估计值为 。 1430.8 7、设两个相互独立的子样2121,,,X X X 与51,,Y Y 分别取自正态母体)2,1(2 N 与 )1,2(N , 2 *2 2*1,S S 分别是两个子样的方差,令2*2222*121)(,S b a aS ,已知)4(~),20(~22 2221 ,则__________, b a 。 用 )1(~)1(22 2 * n S n ,1,5 b a 8、假设随机变量)(~n t X ,则 2 1 X 服从分布 。)1,(n F 9、假设随机变量),10(~t X 已知05.0)(2 X P ,则____ 。 用),1(~2 n F X 得),1(95.0n F
第三章 假设检验 课后作业参考答案 某电器元件平均电阻值一直保持Ω,今测得采用新工艺生产36个元件的平均电阻值为Ω。假设在正常条件下,电阻值服从正态分布,而且新工艺不改变电阻值的标准偏差。已知改变工艺前的标准差为Ω,问新工艺对产品的电阻值是否有显著影响(01.0=α) 解:(1)提出假设64.2:64.2:10≠=μμH H , (2)构造统计量36 /06.064 .261.2/u 00 -=-= -= n X σμ (3)否定域???? ??>=???? ??>?? ??? ??<=--21212 αααu u u u u u V (4)给定显著性水平01.0=α时,临界值575.2575.22 12 =-=- α αu u , (5) 2 αu u <,落入否定域,故拒绝原假设,认为新工艺对电阻值有显著性影响。 一种元件,要求其使用寿命不低于1000(小时),现在从一批这种元件中随机抽取25件,测 得其寿命平均值为950(小时)。已知这种元件寿命服从标准差100σ=(小时)的正态分布, 试在显著水平下确定这批元件是否合格。 解:
{}01001:1000, H :1000 X 950 100 n=25 10002.5 V=u 0.05H x u αμμσμα-≥<====->=提出假设:构造统计量:此问题情形属于u 检验,故用统计量:此题中:代入上式得: 拒绝域: 本题中:0.950.950 u 1.64u 0.0u H =>∴即,拒绝原假设认为在置信水平5下这批元件不合格。 某厂生产的某种钢索的断裂强度服从正态分布( )2 ,σ μN ,其中()2 /40cm kg =σ。现从一 批这种钢索的容量为9的一个子样测得断裂强度平均值为X ,与以往正常生产时的μ相比, X 较μ大20(2/cm kg )。设总体方差不变,问在01.0=α下能否认为这批钢索质量显著提 高 解: (1)提出假设0100::μμμμ>=H H , (2)构造统计量5.13 /4020 /u 00 == -= n X σμ (3)否定域{}α->=1u u V (4)给定显著性水平01.0=α时,临界值33.21=-αu (5) α-<1u u ,在否定域之外,故接受原假设,认为这批钢索质量没有显著提高。 某批矿砂的五个样品中镍含量经测定为(%): 设测定值服从正态分布,问在0.01α=下能否接受假设,这批矿砂的镍含量为
数理统计考试试卷 一、填空题(本题15分,每题3分) 1、总体得容量分别为10,15得两独立样本均值差________; 2、设为取自总体得一个样本,若已知,则=________; 3、设总体,若与均未知,为样本容量,总体均值得置信水平为得置信区间为,则得值为________; 4、设为取自总体得一个样本,对于给定得显著性水平,已知关于检验得拒绝域为2≤,则相应得 备择假设为________; 5、设总体,已知,在显著性水平0、05下,检验假设,,拒绝域就是________。 1、; 2、0、01; 3、; 4、; 5、。 二、选择题(本题15分,每题3分) 1、设就是取自总体得一个样本,就是未知参数,以下函数就是统计量得为( )。 (A) (B) (C) (D) 2、设为取自总体得样本,为样本均值,,则服从自由度为得分布得统计量为( )。 (A) (B) (C) (D) 3、设就是来自总体得样本,存在, , 则( )。 (A)就是得矩估计(B)就是得极大似然估计 (C)就是得无偏估计与相合估计(D)作为得估计其优良性与分布有关 4、设总体相互独立,样本容量分别为,样本方差分别为,在显著性水平下,检验得拒绝域为( )。 (A) (B) (C) (D) 5、设总体,已知,未知,就是来自总体得样本观察值,已知得置信水平为0、95得置信区间为(4、71,5、69),则取显著性水平时,检验假设得结果就是( )。 (A)不能确定(B)接受(C)拒绝(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得概率密度为:,其中未知 参数,就是来自得样本,求(1)得矩估计;(2)得极大似然估计。 解:(1) , 令,得为参数得矩估计量。 (2)似然函数为:, 而就是得单调减少函数,所以得极大似然估计量为。 四、(本题14分)设总体,且就是样本观察值,样本方差,
习题五 1 试检验不同日期生产的钢锭的平均重量有无显著差异?(=0.05) 解 根据问题,因素A 表示日期,试验指标为钢锭重量,水平为5. 假设样本观测值(1,2,3,4)ij y j =来源于正态总体2 ~(,),1,2,...,5i i Y N i μσ= . 检验的问题:01251:,:i H H μμμμ===不全相等 . 计算结果: 表5.1 单因素方差分析表 ‘*’ . 查表0.95(4,15) 3.06F =,因为0.953.9496(4,15)F F =>,或p = 0.02199<0.05, 所以拒绝0H ,认为不同日期生产的钢锭的平均重量有显著差异. 2 考察四种不同催化剂对某一化工产品的得率的影响,在四种不同催化剂下分别做试验 试检验在四种不同催化剂下平均得率有无显著差异?(=0.05) 解 根据问题,设因素A 表示催化剂,试验指标为化工产品的得率,水平为4 . 假设样本观测值(1,2,...,)ij i y j n =来源于正态总体2 ~(,),1,2,...,5i i Y N i μσ= .其中
样本容量不等,i n 分别取值为6,5,3,4 . 检验的问题:012341:,:i H H μμμμμ===不全相等 . 计算结果: 表5.2 单因素方差分析表 查表0.95(3,14) 3.34F =,因为0.952.4264(3,14)F F =<,或p = 0.1089 > 0.05, 所以接受0H ,认为在四种不同催化剂下平均得率无显著差异 . 3 试验某种钢的冲击值(kg ×m/cm2),影响该指标的因素有两个,一是含铜量A , 试检验含铜量和试验温度是否会对钢的冲击值产生显著差异?(=0.05) 解 根据问题,这是一个双因素无重复试验的问题,不考虑交互作用. 设因素,A B 分别表示为含铜量和温度,试验指标为钢的冲击力,水平为12. 假设样本观测值(1,2,3,1,2,3,4)ij y i j ==来源于正态总体2 ~(,),1,2,3,ij ij Y N i μσ= 1,2,3,4j = .记i α?为对应于i A 的主效应;记j β?为对应于j B 的主效应; 检验的问题:(1)10:i H α?全部等于零,11 :i H α?不全等于零; (2)20:j H β?全部等于零,21:j H β?不全等于零; 计算结果: 表5.3 双因素无重复试验的方差分析表 查表0.95(2,6) 5.143F =,0.95(3,6) 4.757F =,显然计算值,A B F F 分别大于查表值, 或p = 0.0005,0.0009 均显著小于0.05,所以拒绝1020,H H ,认为含铜量和试验温度都会对钢的冲击值产生显著影响作用. 4 下面记录了三位操作工分别在四台不同的机器上操作三天的日产量:
学习好资料 第一套试卷及参考答案 一、选择题 ( 40 分) 1、根据某医院对急性白血病患者构成调查所获得的资料应绘制 ( B ) A 条图B 百分 条图或圆图C 线图D 直方图 2、均数和标准差可全面描述D 资料的特征 A 所有分布形式E负偏态分布C正偏态分布D正态分布和近似正态分布 3、要评价某市一名5岁男孩的身高是否偏高或偏矮,其统计方法是( A ) A 用该市五岁男孩的身高的95%或99%正常值范围来评价 B 用身高差别的假设检 验来评价 C 用身高均数的95%或99%的可信区间来评价 D 不能作评价 4、比较身高与体重两组数据变异大小宜采用( A ) A 变异系数 B 方差 C 标准差 D 四分位间距 5、产生均数有抽样误差的根本原因是( A ) A. 个体差异 B. 群体差异 C. 样本均数不同 D. 总体均数不同 6、男性吸烟率是女性的10 倍,该指标为( A ) (A)相对比(B)构成比(C)定基比(D )率 7、统计推断的内容为( D ) A.用样本指标估计相应的总体指标 B.检验统计上的“检验假设” C. A和B均不是 D. A和B均是 8、两样本均数比较用t 检验,其目的是检验( C ) A两样本均数是否不同B两总体均数是否不同 C 两个总体均数是否相同 D 两个样本均数是否相同 9、有两个独立随机的样本,样本含量分别为n i和住,在进行成组设计资料的t 检 验时,自由度是( D ) (A) n i+ n2 (B) n i+ n2 - C) n1+ n2 +1 D) n1+ n2 -2 10、标准误反映( A ) A 抽样误差的大小 B 总体参数的波动大小 C 重复实验准确度的高低 D 数据的离散程度 11、最小二乘法是指各实测点到回归直线的(C) A垂直距离的平方和最小E垂直距离最小 C纵向距离的平方和最小D纵向距离最小 12、对含有两个随机变量的同一批资料, 既作直线回归分析, 又作直线相关分析。 令对相关系数检验的t值为t r,对回归系数检验的t值为t b, 二者之间具有什么关系?( C) A t r >t b B t r ) 数理统计 一、填空题 1、设n X X X ,,21为母体X 的一个子样,如果),,(21n X X X g , 则称),,(21n X X X g 为统计量。不含任何未知参数 2、设母体σσμ),,(~2 N X 已知,则在求均值μ的区间估计时,使用的随机变量为 n X σ μ - 3、设母体X 服从修正方差为1的正态分布,根据来自母体的容量为100的子样,测得子样均值为5,则X 的数学期望的置信水平为95%的置信区间为 。 025.010 1 5u ?± ; 4、假设检验的统计思想是 。 小概率事件在一次试验中不会发生 5、某产品以往废品率不高于5%,今抽取一个子样检验这批产品废品率是否高于5%, 此问题的原假设为 。 0H :05.0≤p 6、某地区的年降雨量),(~2 σμN X ,现对其年降雨量连续进行5次观察,得数据为: (单位:mm) 587 672 701 640 650 ,则2 σ的矩估计值为 。 ~ 7、设两个相互独立的子样2121,,,X X X 与51,,Y Y 分别取自正态母体)2,1(2 N 与 )1,2(N , 2 *2 2*1,S S 分别是两个子样的方差,令2*2222*121)(,S b a aS +==χχ,已知)4(~),20(~22 2221χχχχ,则__________,==b a 。 用 )1(~)1(22 2 *--n S n χσ,1,5-==b a 8、假设随机变量)(~n t X ,则 21 X 服从分布 。)1,(n F 9、假设随机变量),10(~t X 已知05.0)(2 =≤λX P ,则____=λ 。 用),1(~2 n F X 得),1(95.0n F =λ 10、设子样1621,,,X X X 来自标准正态分布母体)1,0(N , X 为子样均值,而 01.0)(=>λX P , 则____=λ 01.04)1,0(~1z N n X =?λ 11、假设子样1621,,,X X X 来自正态母体),(2 σμN ,令∑∑==-=16 11 10 1 43i i i i X X Y ,则Y 的 分布 )170,10(2 σμN % 12、设子样1021,,,X X X 来自标准正态分布母体)1,0(N ,X 与2 S 分别是子样均值和子 样方差,令2*2 10S X Y =,若已知01.0)(=≥λY P ,则____=λ 。)9,1(01.0F =λ 13、如果,?1θ2?θ都是母体未知参数θ的估计量,称1?θ比2?θ有效,则满足 。 )?()?(2 1θθD D < 14、假设子样n X X X ,,,21 来自正态母体),(2σμN ,∑-=+-=1 1 2 12 )(?n i i i X X C σ 是2σ的一个无偏估计量,则_______=C 。 ) 1(21 -n 15、假设子样921,,,X X X 来自正态母体)81.0,(μN ,测得子样均值5=x ,则μ的置信度是95.0的置信区间为 。025.03 9 .05u ?± 16、假设子样10021,,,X X X 来自正态母体),(2 σμN ,μ与2 σ未知,测得子样均值 5=x ,子样方差12=s ,则μ的置信度是95.0的置信区间为 。 025.0025.0025.0)99(),99(10 1 5z t t ≈?± 17、假设子样n X X X ,,,21 来自正态母体),(2 σμN , μ与2σ未知,计算得 习题1 1.1 解:由题意95.01=? ?? ???<--u x p 可得: 95.0=??? ???????????<-σσn n u x p 而 ()1,0~N u x n σ ??? ??-- 这可通过查N(0,1)分布表,975.0)95.01(2195.0=-+=??? ? ??????????<--σσn n u x p 那么 96.1=σ n ∴2296.1σ=n 1.2 解:(1)至800小时,没有一个元件失效,则说明所有元件的寿命>800小时。 {}2.10015.0800 0015.00800 | e 0015.0800--∞ +-=∞ +-==>?e e dx x p x x 那么有6个元件,则所求的概率() 2.76 2 .1--==e e p (2)至300小时,所有元件失效,则说明所有元件的寿命<3000小时 {}5.430000 0015.03000 0015.001|e 0015.03000----=-== 因为~()i X P λ,所以 112233{,,}P X x X x X x ≤≤≤ 112233{}{}{}P X x P X x P X x =≤≤≤1233123!!! x x x e x x x ++-λ λ= 其中,0,1,2, ,1,2,3k x k == (2) 123{(,,)|0;1,2,3}k x x x x k χ=≥= 因为~()i X Exp λ,其概率密度为,0 ()0,0 x e x f x x -λ?λ≥=? 所以, 123(,,) 3 123(,,)x x x f x x x e -λ=λ,其中0;1,2,3k x k ≥= (3) 123{(,,)|;1,2,3}k x x x a x b k χ=≤≤= 因为~(,)i X U a b ,其概率密度为1 ,()0,|a x b f x b a x a x b ?≤≤? =-?? <>? 所以,1233 1 (,,)() f x x x b a = -,其中;1,2,3k a x b k ≤≤= (4) 123{(,,)|;1,2,3}k x x x x k χ=-∞<<+∞= 因为~(,1)i X N μ, 其概率密度为(2(),()x f x x 2 -μ) -=-∞<<+∞ 所以,3 1 1 (212332 1 (,,)(2)k k x f x x x e π2=- -μ)∑=,其中;1,2,3k x k -∞<<+∞= 解:由题意可得:()?? ???∞ <<=--,其它00,21)(i 2ln i i 2 2 i x e x x f u x σσπ 则∏ == n i x f x x f 1 i n i )(),...(=??? ????=∞<<∏=∑--=,其它0,...1,0,1 n )2()(ln 212n 1 2 i 2 i x x e i n i i u x n i σπσ 一、填空题(本大题共有10个小题,每小题3分,共30分) 1.设C B A 、、是3个随机事件,则“三个事件中至少有两个事件发生” 用C B A 、、 表示为 BC AC AB ; 2.设P (A )=0.3,P (B )=0.6,若A 与B 独立,则)(B A P = 0.82 ; 3.设X 的概率分布为C k k X P k 212)(,4,3,2,1 k ,则 C 1637 ; 4 567 89 10二、单项选择题(本大题共10小题,每小题2分,共20分) 1.若A 与B 互为对立事件,则下式成立的是 ( D ) A.P (A B )= B.P (AB )=P (A )P (B ) C. P (AB )= D. P (A )=1-P (B ) 2.已知一射手在两次独立射击中至少命中目标一次的概率为0.96,则该射手每次射击的命中率为 ( C ) B.0.2 C.0.8 3.设A ,B 为两事件,已知P (A )=31,P (A|B )=32,5 3)A |B (P ,则P (B )=( A ) A. 5 1 B. 5 2 C. 5 3 D. 5 4 4. 随机变量X )3(~E ,则 )(X D ( B ) A. 31 B. 91 C. 271 D. 81 1 5. 设随机变量X ~N (2,32), (x )为标准正态分布函数,则P { 2 习题三 1 正常情况下,某炼铁炉的铁水含碳量2 (4.55,0.108)X N :.现在测试了5炉铁水,其含碳量分别为4.28,4.40,4.42,4.35,4.37. 如果方差没有改变,问总体的均值有无显著变化?如果总体均值没有改变,问总体方差是否有显著变化(0.05α=)? 解 由题意知 2~(4.55,0.108),5,0.05X N n α==,1/20.975 1.96u u α-==,设立统计原假设 0010:,:H H μμμμ=≠ 拒绝域为 {}00K x c μ=->,临界值 1/2 1.960.108/0.0947c u α-==?=, 由于 0 4.364 4.550.186x c μ-=-=>,所以拒绝0H ,总体的均值有显著性变化. 设立统计原假设 2222 0010:,:H H σσσσ=≠ 由于0μμ=,所以当0.05α=时 22220.0250.9751 1()0.03694,(5)0.83,(5)12.83,n i i S X n μχχ==-===∑% 2210.02520.975(5)/50.166,(5)/5 2.567c c χχ==== 拒绝域为 {} 222200201//K s c s c σσ=><%%或 由于22 0/ 3.167 2.567S σ=>%,所以拒绝0H ,总体的方差有显著性变化. 2 一种电子元件,要求其寿命不得低于1000h .现抽测25件,得其均值为x =950h .已知该种元件寿命2(100,)X N σ:,问这批元件是否合格(0.05α=)? 解 由题意知 2(100,)X N σ:,设立统计原假设 0010:,:,100.0.05.H H μμμμσα≥<== 拒绝域为 {}00K x c μ=-> 临界值为 0.050.0532.9c u u =?=?=- 由于 050x c μ-=-<,所以拒绝0H ,元件不合格. 3 某食品厂用自动装罐机装罐头食品,每罐标准重量为500g ,现从某天生产的罐头中随机抽测9罐,其重量分别为510,505,498,503,492,502,497,506,495(g ),假定罐头重量服从正态分布. 问 (1)机器工作是否正常(0.05α=)? 2)能 第一章:统计量及其分布 19.设母体ξ服从正态分布N (),,2 σμξ 和2 n S 分别为子样均值和子样方差,又设 ()21,~σμξN n +且与n ξξξ,,,21 独立, 试求统计量 1 1 1+--+n n S n n ξ ξ的抽样分布. 解: 因为ξξ-+1n 服从??? ??+21, 0σn n N 分布. 所以 ()1,0~12 1N n n n σξ ξ+-+ 而 ()1~22 2 -n nS n χσ 且2 n S 与ξξ-+1n 独立,, 所以 ()1~1111--÷+--+n t S n n n n S n n n σ ξ ξ分布. 即 1 1 1+--+n n S n n ε ε服从()1-n t 分布. 20. (),,,1,,n i i i =ηξ是取自二元正态分布 N () ρσσ μμ2 2212 1 ,,,的子样,设 ()∑∑∑===-===n i i i n i n i i n S n n 12 111, 1,1ξξηηξξξ 2 ,()2 1 21∑=-=n i i n S ηηη和 ()() () ()∑∑∑===----= n i i n i i i n i i r 1 2 21 1 ηηξξ ηηξξ 试求统计量 () 122 2 21--+---n S rS S S η ξηξμμηξ的分布. 解: 由于() .21μμηξ-=-E ()() = -+=-ηξηξηξ,c o v 2D D D n n n n 2 12 22 12σσρ σσ-+ . 所以 ()() n 2 12 22 121 2σρσσσμμ ηξ-+---服从()1,0N 分布 . () ()()()() ()()[] 2 1 1 2 1 2 1 212 22 122ηξηξ ηηξξηηξξ---=----+-=-+∑ ∑∑∑====i i n i i i n i i n i i n i S rS S S n 习题五 1 某钢厂检查一月上旬内的五天中生产的钢锭重量,结果如下:(单位:k g) 日期重旦量 1 5500 5800 5740 5710 2 5440 5680 5240 5600 4 5400 5410 5430 5400 9 5640 5700 5660 5700 10 5610 5700 5610 5400 试检验不同日期生产的钢锭的平均重量有无显著差异? ( =0.05) 解根据问题,因素A表示日期,试验指标为钢锭重量,水平为 5. 2 假设样本观测值y j(j 123,4)来源于正态总体Y~N(i, ),i 1,2,...,5 检验的问题:H。:i 2 L 5, H i : i不全相等. 计算结果: 注释当=0.001表示非常显著,标记为*** '类似地,=0.01,0.05,分别标记为 查表F0.95(4,15) 3.06,因为F 3.9496 F0.95(4,15),或p = 0.02199<0.05 ,所 以拒绝H。,认为不同日期生产的钢锭的平均重量有显著差异 2 考察四种不同催化剂对某一化工产品的得率的影响,在四种不同催化剂下分别做试验 解 根据问题,设因素A表示催化剂,试验指标为化工产品的得率,水平为 4 . 2 假设样本观测值y j(j 1,2,..., nJ来源于正态总体Y~N(i, ), i 1,2,...,5 .其中样本容量不等,n分别取值为6,5,3,4 . 日产量 操作工 查表 F O .95(3,14) 3.34,因为 F 2.4264 F °.95(3,14),或 p = 0.1089 > 0.05, 所以接受H 。,认为在四种不同催化剂下平均得率无显著差异 3 试验某种钢的冲击值(kg Xm/cm2 ),影响该指标的因素有两个,一是含铜量 A ,另 一个是温度 试检验含铜量和试验温度是否会对钢的冲击值产生显著差异? ( =0.05 ) 解 根据问题,这是一个双因素无重复试验的问题,不考虑交互作用 设因素A,B 分别表示为含铜量和温度,试验指标为钢的冲击力,水平为 12. 2 假设样本观测值y j (i 1,2,3, j 1,2,3,4)来源于正态总体 Y j ~N (j , ),i 1,2,3, j 1,2,3,4 .记i 为对应于A 的主效应;记 j 为对应于B j 的主效应; 检验的问题:(1) H i 。: i 全部等于零,H i — i 不全等于零; (2) H 20 : j 全部等于零,H 21: j 不全等于零; 计算结果: 查表F 0.95(2,6) 5.143 ,局.95(3,6) 4.757 ,显然计算值F A , F B 分别大于查表值, 或p = 0.0005 , 0.0009均显著小于0.05,所以拒绝H i°,H 20,认为含铜量和试验温度 都会对钢的冲击值产生显著影响作用 . 4 下面记录了三位操作工分别在四台不同的机器上操作三天的日产量: 检验的问题:H 0: 1 计算结果: H i : i 不全相等 习题解答 1. 将一枚均匀的硬币抛两次,事件C B A ,,分别表示“第一次出现正面”,“两次出现同一面”,“至少有一次出现正面”。试写出样本空间及事件C B A ,,中的样本点。 解:{=Ω(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)} {=A (正,正),(正,反)};{=B (正,正),(反,反)} {=C (正,正),(正,反),(反,正)} 2. 在掷两颗骰子的试验中,事件D C B A ,,,分别表示“点数之和为偶数”,“点 数之和小于5”,“点数相等”,“至少有一颗骰子的点数为3”。试写出样本空间及事件D C B A BC C A B A AB ---+,,,,中的样本点。 解:{})6,6(,),2,6(),1,6(,),6,2(,),2,2(),1,2(),6,1(,),2,1(),1,1(ΛΛΛΛ=Ω; {})1,3(),2,2(),3,1(),1,1(=AB ; {})1,2(),2,1(),6,6(),4,6(),2,6(,),5,1(),3,1(),1,1(Λ=+B A ; Φ=C A ;{})2,2(),1,1(=BC ; {})4,6(),2,6(),1,5(),6,4(),2,4(),6,2(),4,2(),5,1(=---D C B A 3. 以C B A ,,分别表示某城市居民订阅日报、晚报和体育报。试用C B A ,,表示以下 事件: (1)只订阅日报; (2)只订日报和晚报; (3)只订一种报; (4)正好订两种报; (5)至少订阅一种报; (6)不订阅任何报; (7)至多订阅一种报; (8)三种报纸都订阅; (9)三种报纸不全订阅。 解:(1)C B A ; (2)C AB ; (3)C B A C B A C B A ++; (4)BC A C B A C AB ++; (5)C B A ++; (6)C B A ; (7)C B A C B A C B A C B A +++或C B C A B A ++ (8)ABC ; (9)C B A ++ 4. 甲、乙、丙三人各射击一次,事件321,,A A A 分别表示甲、乙、丙射中。试说明下列事件所表示的结果:2A , 32A A +, 21A A , 21A A +, 321A A A , 313221A A A A A A ++. 解:甲未击中;乙和丙至少一人击中;甲和乙至多有一人击中或甲和乙至少有一人未击中;甲和乙都未击中;甲和乙击中而丙未击中;甲、乙、丙三人至少有两人击中。 5. 设事件C B A ,,满足Φ≠ABC ,试把下列事件表示为一些互不相容的事件的和:C B A ++,C AB +,AC B -. 解:如图: 应用数理统计答案 学号: 姓名: 班级: 目录 第一章数理统计的基本概念 (2) 第二章参数估计 (14) 第三章假设检验 (24) 第四章方差分析与正交试验设计 (29) 第五章回归分析 (32) 第六章统计决策与贝叶斯推断 (35) 对应书目:《应用数理统计》施雨著西安交通大学出版社 第一章 数理统计的基本概念 1.1 解:∵ 2 (,)X N μσ ∴ 2 (,)n X N σμ ∴ (0,1)N 分布 ∴(1)0.95P X P μ-<=<= 又∵ 查表可得0.025 1.96u = ∴ 2 2 1.96n σ= 1.2 解:(1) ∵ (0.0015)X Exp ∴ 每个元件至800个小时没有失效的概率为: 800 0.00150 1.2 (800)1(800) 10.0015x P X P X e dx e -->==-<=-=? ∴ 6个元件都没失效的概率为: 1.267.2 ()P e e --== (2) ∵ (0.0015)X Exp ∴ 每个元件至3000个小时失效的概率为: 3000 0.00150 4.5 (3000)0.00151x P X e dx e --<===-? ∴ 6个元件没失效的概率为: 4.56 (1)P e -=- 1.4 解: i n i n x n x e x x x P n i i 1 2 2 )(ln 2121)2(),.....,(1 22 =-- ∏∑ = =πσμσ 1.5证: 2 1 1 2 2)(na a x n x a x n i n i i i +-=-∑∑== ∑∑∑===-+-=+-+-=n i i n i i n i i a x n x x na a x n x x x x 1 2 2 2 2 11) ()(222 a) 证: ) (1111 1+=+++=∑n n i i n x x n x ) (1 1 )(1 1 11n n n n n x x n x x x n n -++=++=++ 习题一 1 设总体X 的样本容量5=n ,写出在下列4种情况下样本的联合概率分布。 1)),1(~p B X ; 2))(~λP X ; 3)],[~b a U X ; 4))1,(~μN X 。 解 设总体的样本为12345,,,,X X X X X , 1)对总体~(1,)X B p , 11223344555 11 1 55(1) (,,,,)()(1)(1)i i n x x i i i i x x P X x X x X x X x X x P X x p p p p -==-========-=-∏∏ 其中:5 1 15i i x x ==∑ 2)对总体~()X P λ 11223344555 1 1 555 1 (,,,,)()! ! i x n i i i i i x i i P X x X x X x X x X x P X x e x e x λ λ λλ-==-========== ∏∏ ∏ 其中:5 1 15i i x x ==∑ 3)对总体~(,)X U a b 55 1151 1 ,,1,...,5 (, ,)()0i i i i a x b i f x x f x b a ==?≤≤=?==-??? ∏∏ ,其他 4)对总体~(,1) X N μ ()() ()2 55 55/2 22 1511 1 1 (, ,)()=2exp 2i x i i i i i f x x f x x μπμ-- -===??==-- ??? ∑∏ 2 为了研究玻璃产品在集装箱托运过程中的损坏情况,现随机抽取20个集装箱检查其产品损坏的件数,记录结果为:1,1,1,1,2,0,0,1,3,1,0,0,2,4,0,3,1,4,0,2,写出样本频率分布、经验分布函数并画出图形. 解 设(=0,1,2,3,4)i i 代表各箱检查中抽到的产品损坏件数,由题意可统计出如下的样本频率分布表1。1: 经验分布函数的定义式为: ()()() (1)10,(),,=1,2, ,1,1,n k k k x x k F x x x x k n n x x +??≤<-??≥??, 据此得出样本分布函数: 200,00.3,010.65,12()0.8, 230.9,341,4x x x F x x x x ?≤ ?≤ ≤?≤ ≥? () n F x ·1· 习 题 一 1.写出下列随机试验的样本空间及下列事件中的样本点: (1)掷一颗骰子,记录出现的点数. A =‘出现奇数点’; (2)将一颗骰子掷两次,记录出现点数. A =‘两次点数之和为10’,B =‘第一次的点数,比第二次的点数大2’; (3)一个口袋中有5只外形完全相同的球,编号分别为1,2,3,4,5;从中同时取出3只球,观察其结果,A =‘球的最小号码为1’; (4)将,a b 两个球,随机地放入到甲、乙、丙三个盒子中去,观察放球情况,A =‘甲盒中至少有一球’; (5)记录在一段时间内,通过某桥的汽车流量,A =‘通过汽车不足5台’,B =‘通过的汽车不少于3台’。 解 (1)123456{,,,,,}S e e e e e e =其中i e =‘出现i 点’ 1,2,,6i = , 135{,,}A e e e =。 (2){(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6)S = (2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6) (3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6) (4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6) (5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6) (6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)}; {(4,6),(5,5),(6,4)}A =; {(3,1),(4,2),(5,3),(6,4)}B =。 ( 3 ) {(1,2,3),(2,3,4),(3,4,5),(1,3,4),(1,4,5),(1,2,4),(1,2,5) S = (2,3,5),(2,4,5),(1,3,5)} {(1,2,3),(1,2,4),(1,2,5),(1,3,4),(1,3,5),(1,4,5)}A = ( 4 ) {(,,),(,,),(,,),(,,),(,,),(,,), S ab ab ab a b a b b a =--------- (,,),(,,,),(,,)}b a a b b a ---,其中‘-’表示空盒; {(,,),(,,),(,,),(,,),(,,)}A ab a b a b b a b a =------。 (5){0,1,2,},{0,1,2,3,4},{3,4,}S A B === 。 2.设,,A B C 是随机试验E 的三个事件,试用,,A B C 表示 下列事件: 概率论与数理统计习题7参考答案 习题7参考答案 7.1解:因为: 是抽自二项分布B (m ,p )的样本,所以总体的期望为 mp X E =)(,用样本均值X 代替总体均值()E X ,得p 的矩估计为m X p =?。 似然函数为 1 1 11 () ()(1) (1) ()(1)m m i i m m i i x m x x m x x m x p p p m m m m L p C p p C p p C p p ==---∑ ∑=--=-L , 对它们两边求对数可得1 1 ln(())ln()ln ()ln(1),m m p m i i i i L p m C x p m x p ===+ +--∑∑对p 求导 并令其为0得 11 ln(())/()/(1)0m m i i i i L p x p m x p p ==?=---=?∑∑,得p 的极大似然估计为1 ?n i i x X m p m m ===∑ 7.2解:0 1 ()x E X xdx e λλλ +∞ -= ?= ? ,令()X E X =,则λ的矩估计为 λ ?11 ()E x X == 由概率密度函数可知似然函数为: e e e x x x L n λ λ λ λλλλ---????=21)(e n i i x n ∑==-1 λ λ 对它们两边求对数可得 ∑ -=∑==-=n i i n x e n x L n i i 1 ln )ln())(ln(1 λλλλ λ 对λ求导并令其为0得 0))(ln(1=∑-=??=n i i x n L λλλ 即可得λ的似然估计值为x n n i i x 111?1 =∑==λ 第 三 章 作 业 参 考 答 案 2、解:计算矩估计:2 1)1(1 ++= +?= ? αααα dx x x EX , 令 X EX =++= 2 1αα ,解得 1 2-1?1-=X X α ; 计算极大似然估计:α α αα α)()1()1()()(1 1 1 ∏∏∏ ===+=+= = n i i n n i i n i i x x x f L )ln()1ln()(ln 1 ∏=++=?n i i x n L ααα0 )ln(1 )(ln 1 =++= ??? ∏=n i i x n L αα α 解得 ) ) ln(1(?1 2∏=+-=n i i x n α ; 将样本观测值代入,得到估计值分别为0.3077?1=α ,0.2112?2=α。 6、 解:(1)由例3.2.3可知,μ的极大似然估计分别为 X =μ ?, 05.0)(1)(=-Φ-=>μA A X P )645.1(95.0)(Φ==-Φ?μA 645 .1+=?μA ,由46页上极大似然估计的不变性可知645.1??+=μA ; (2)由例3.2.3可知,2 σμ,的极大似然估计分别为 ∑=-= =n i i X X n X 1 2 2 ) (1 ??σ μ,, 05.0)( 1)(=-Φ-=>σ μ A A X P )645.1(95.0)( Φ==-Φ?σ μ A σ μ645.1+=?A ,由46页上极大似然估计的不变性可知σμ?645.1??+=A 。 8、解:计算2 2 2 2222)()()(σσ μC n S CE X E CS X E -+ =-=-,由题意则有 2 2 2 2 μσ σ μ=-+ C n ,解得n C 1= 。 4-45. 自动车床加工中轴,从成品中抽取11根,并测得它们的直径(mm )如下: 10.52,10.41,10.32,10.18,10.64,10.77,10.82,10.67,10.59,10.38,10.49 试用W 检验法检验这批零件的直径是否服从正态分布?(显著性水平05.0=α) (参考数据:) 4-45. 解:数据的顺序统计量为: 10.18,10.32,10.38,10.41,10.49,10.52,10.59,10.64,10.67,10.77,10.82 所以 6131 .0][)()1(5 1 ) (=-= -+=∑k k n k k x x a L , 又 5264.10=x , 得 38197 .0)(11 1 2 =-∑=i i x x 故 984.0) (11 1 2 2 =-= ∑=i i x x L W , 又 当n = 11 时,85.005.0=W 即有 105.0< 第一章3. 解:因为 i i x a y c -= 所以 i i x a cy =+ 1 1n i i x x n ==∑ ()1 111n i i n i i a cy n na cy n ===+??=+ ??? ∑∑ 1n i i c a y n a c y ==+=+∑ 所以 x a c y =+ 成立 因为 ()2 2 1 1n x i i s x x n ==-∑ () ( ) () 2 2 12 21 11n i i i n i i n i i a cy a c y n cy c y n c y y n ====+--=-=-∑∑∑ 又因为 ()2 2 1 1n y i i s y y n ==-∑ 所以 2 22 x y s c s = 成立 6. 解:变换 ()1027i i y x =- 1 1l i i i y m y n ==∑ ()1 3529312434101.5 =-?-?+?+=- 2710 y x = += () 2 21 1l y i i i s m y y n ==-∑ ()()()()2222 1235 1.539 1.5412 1.534 1.510440.25 ?= ?-++?-++?+++???= 22 1 4.4025100 x y s s = = 7解: *1 1l i i i x m x n ==∑ ()1 156101601416426172121682817681802100166= ?+?+?+?+?+?+?= ()2 2 *1 1l i i i s m x x n ==-∑ ()()()()()()()2222 222 110156166141601662616416628168166100 121721668176166218016633.44 = ?-+?-+?-+?-??? +?-+?-+?-? = 8解:将子样值重新排列(由小到大) -4,,,,,0,0,,,,,, ()()()()()17218120 3.2147.211.2 e n n e n M X X R X X M X X +?? ??? ??+ ??? ====-=--==== 9解:数理统计课后答案
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