5. 随机变量序列的极限
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考研数学一(大数定律和中心极限定理、数理统计的基本概念)历年真题试卷汇编1(题后含答案及解析)题型有:1. 选择题 2. 填空题 3. 解答题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。
1.[2002年] 设随机变量X1,X2,…,Xn相互独立,Sn=X1+X2+…+Xn,则根据列维一林德伯格中心极限定理,当n充分大时,Sn近似服从正态分布,只要X1,X2,…,Xn( ).A.有相同的数学期望B.有相同的方差C.服从同一指数分布D.服从同一离散型分布正确答案:C解析:列维一林德伯格中心极限定理成立的条件之一是X1,X2, (X)具有相同的、有限的数学期望和非零方差,而选项A、B不能保证同分布.可排除.而选项D虽然服从同一离散型分布,但不能保证E(Xi)与D(Xi)均存在,也应排除.仅C入选.知识模块:大数定律和中心极限定理2.[2005年] 设X1,X2,…,Xn是独立同分布的随机变量序列,且均服从参数为λ(λ>1)的指数分布.记ф(x)为标准正态分布函数,则( ).A.B.C.D.正确答案:C解析:由于随机变量序列X1,X2,…,Xn独立同服从参数为λ的指数分布,有E(Xi)=1/λ,D(Xi)=1/λ2(i=1,2,…,n),由列维一林德伯格中心极限定理知,当n→∞时,随机变量的极限分布为标准正态分布,即=P(Un≤x)=ф(x).仅C入选.知识模块:大数定律和中心极限定理3.设随机变量X和Y都服从标准正态分布,则( ).A.X+Y服从正态分布B.X2+Y2服从χ2分布C.X2和Y2都服从χ2分布D.X2/Y2服从F分布正确答案:C解析:因X~N(0,1),Y~N(0,1),故X2~χ2(1),Y2~χ2(1).仅C入选.知识模块:数理统计的基本概念4.[2017年] 设X1,X2,…,Xn(n≥2)为来自总体N(μ,1)的简单随机样本,记,则下列结论不正确的是( ).A.(Xi一μ)2服从χ2分布B.2(Xn一X1)2服从χ2分布C.服从χ2分布D.n(—μ)2服从χ2分布正确答案:B解析:若总体X~N(μ,σ2),则因为总体X~N(μ,1),所以再由得,从而综上所述,不正确的是B.仅B入选.知识模块:数理统计的基本概念5.[2003年] 设随机变量X~t(n)(n>1),Y=1/X2,则( ).A.Y~χ2(n)B.Y~χ2(n一1)C.Y~F(n,1)D.Y~F(1,n)正确答案:C解析:因X~t(n)(n>1),故存在随机变量U~N(0,1),V~χ2(n),且U与V独立,使即因V~χ2(n),U~N(0,1),因而U2~χ2(1),又V与U独立,得到.仅C入选.知识模块:数理统计的基本概念6.[2005年] 总体X~N(0,1),X1,X2,…,Xn为来自总体X的一个简单随机样本,,S2分别为样本均值和样本方差,则( ).A.B.C.D.正确答案:D解析:因X12~χ2(1),Xi2~χ2(n一1),且X12与相互独立,可知仅D 入选.知识模块:数理统计的基本概念7.[2013年] 设随机变量X~t(n),Y~F(1,n),给定α(0<α<0.5),常数c满足P(X>c)=α,则P(Y>c2)=( ).A.αB.1一αC.2αD.1—2α正确答案:C解析:因X~t(n),故X2~F(1,n),因而Y=X2.因t分布的概率密度函数为偶函数,所以给定α(0<α<0.5),存在c>0使P(X>c)=α时,必有P(X>c)=P(X<一c)=α,则P(Y>c2)=P(X2>c2)=P(X>c)+P(X<一c)=2P(X>c)=2α.仅C入选.知识模块:数理统计的基本概念填空题8.[2001年] 设随机变量X的方差为2,则根据切比雪夫不等式估计P(|X—E(X)|≥2)≤______.正确答案:解析:由切比雪夫不等式即得知识模块:大数定律和中心极限定理9.[2003年] 设总体X服从参数为2的指数分布,X1,X2,…,Xn为来自总体X的简单随机样本,则当n→∞时,Yn=依概率收敛于______.正确答案:1/2解析:利用辛钦大数定律求之.由于X1,X2,…,Xn是来自总体X的简单随机变量样本,X1,X2,…,Xn相互独立,且都服从参数为2的指数分布.因而知X12,X22,…,Xn2也相互独立,且同分布.又X服从参数为2的指数分布,故E(Xi)=E(X)=1/2,D(Xi)=D(X)=(1/2)2=1/4 (i=1,2,…,n),则E(Xi2)=D(Xi)+[E(Xi)]2=1/4+(1/2)2=1/2 (i=1,2,…,n).根据辛钦大数定律知,一组相互独立、同分布且数学期望存在的随机变量X12,X22,…,Xn2,其算术平均值依概率收敛于数学期望:即表示依概率收敛于),亦即依概率收敛于1/2.知识模块:大数定律和中心极限定理10.设X1,X2,X3,X4是来自正态总体N(0,22)的简单随机样本,X=a(X1一2X2)2+6(3X3-4X4)2,则当a=______,b=______时,统计量X服从χ2分布,自由度为______.正确答案:a=1/20,b=1/100,χ2解析:因X1,X2,X3,X4为正态总体的简单随机样本,故X1,X2,X3,X4相互独立,且X1-2X2与3X3-4X4都服从正态分布:X1—2X2~N(0.5×22)=N(0,20),3X3—4X4~N(0,100),因独立,由题目知,即所以a=1/20,b=1/100,且X服从自由度为2的χ2分布.知识模块:数理统计的基本概念11.设随机变量X和Y相互独立且都服从正态分布N(0,32),而X1,X2,…,X9和Y1,Y2,…,Y9分别为来自总体X和Y的简单随机样本,则统计量服从______分布,参数为______.正确答案:t,9解析:将U的分子分母同除以9,则分子为=(X1+X2+…+X9)/9~N(0,9/9)=N(0,1).或由X1,X2,…,X9相互独立且Xi~N(0,32)知,X1+X2+…+X9~N(0,9×32)=N(0,92),故(X1+X2+…+X9)/9~N(0,1).而分母为又(Y1/3)2+(Y2/3)2+…+(Y9/3)2~χ2(9).这是因为Yi/3~N(0,1),且Y1,Y2,…,Y9相互独立;又由X,Y相互独立知,(X1+X2+…+X9)/9与(Y1/3)2+(Y2/3)2+…+(Y9/3)2相互独立.于是由t分布的典型模式知,即U服从t分布,参数为9.知识模块:数理统计的基本概念解答题解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
概率论作业本姓名:任课教师:专业:班级:学号:黑龙江八一农垦大学文理学院数学系第一章 随机事件与概率1、设C B A 、、为已知事件,用C B A 、、表示以下事件:(1) 不发生发生,、C B A (2) C B A 、、都不发生(3)C B A 、、至少有一个发生 (4) C B A 、、恰有一个发生(5) C B A 、、至多有一个发生 (6)C B A 、、至少有两个发生2、设有一批产品共有100件,其中95件合格品,5件次品。
从中任取10件,试求:(1)样本空间所含基本事件个数n 。
(2)设"10"1件全是合格品所取=A 所含基本事件个数1m 。
(3)设"10"2件恰有两件次品所取=A 所含基本事件个数2m 。
3、把10本书任意地放在书架上,求其中指定的3本书放在一起的概率。
4、一盒中装有60个零件。
其中甲厂生产的占31,乙厂生产的占32。
现随机地从盒中取3 个,求其中恰有一支是甲厂生产的概率。
5、一份试卷上有6道试题。
某位学生在解答时,由于粗心随机地犯了4处不同的错误。
试求:(1)这4处错误发生在最后一道题上的概率。
(2)这4处错误发生在不同题上的概率。
(3)至少有3道题全对的概率。
6、将数字54321、、、、写在5张卡片上。
任意取出三张排成三位数,则这三位数是奇数的概率。
7、将4个小球随机地投入3个盒内,求有空盒的概率和没有空盒的概率。
8、将3个球随机地放入4个杯子中,求杯子中球的最大个数分别为1,2,3的概率各是多少?9、,B A ⊂5.0)(,1.0)(==B P A P ,试求)(),(),(B A P B A P AB P ⋃⋃。
10、6.0)(,3.0)(==B P A P ,7.0)(=⋃B A P 。
求)()(B A P B A P 和。
11、某射手在三次射击中至少命中一次的概率为875.0,试求该射手在一次射击中命中的概率。
12、五名篮球运动员独立地投篮,每个运动员投篮的命中率都是8.0。
大数定律知识点总结大数定律的基本思想是:独立同分布的随机变量的大样本均值将趋于其数学期望。
这一定律的成立对于统计学、概率论、经济学、物理学等领域都有着重要的应用价值。
下面将对大数定律的相关知识点进行总结和介绍。
一、独立同分布随机变量序列的大数定律1. 独立同分布的随机变量序列:在大数定律的讨论中,通常假设考虑的是一个独立同分布的随机变量序列。
也就是说,随机变量X1,X2,...,Xn互相独立,并且它们都具有相同的分布,且均值为μ,方差为σ²。
2. 大数定律的描述:设X1,X2,...,Xn是一个独立同分布的随机变量序列,它们的数学期望为μ,方差为σ²。
定义随机变量序列的均值为Yn = (X1+X2+...+Xn)/n,即前n个随机变量的均值。
大数定律描述了当n趋向于无穷大时,随机变量序列的均值Yn将以概率1收敛于其数学期望μ,即limn→∞ P(|Yn-μ|<ε) = 1,其中ε>0。
3. 大数定律的形式:大数定律有弱大数定律和强大数定律之分。
弱大数定律指的是对于任意的ε>0,有limn→∞ P(|Yn-μ|<ε) = 1,即随机变量序列的均值以概率1收敛于其数学期望。
而强大数定律则是指有limn→∞ Yn=μ,即随机变量序列的均值几乎处处收敛于其数学期望。
4. 大数定律的证明:大数定律的证明通常可以利用切比雪夫不等式、马尔可夫不等式、刘维尔中心极限定理等概率论基本定理进行推导。
通过限制随机变量序列的方差,并且利用独立同分布的特性,可以证明大数定律成立。
5. 应用实例:大数定律在实际问题中有着重要的应用。
例如,在赌场中,赌徒可以利用大数定律的原理来预测赌局的结果。
又如在金融领域中,大数定律可以用来预测股市的波动情况。
在工程领域中,大数定律可以用来分析随机过程和随机信号的性质。
二、大数定律的拓展和推广1. 李雅普诺夫大数定律:对于互不相干的独立同分布的随机变量序列,其均值将以概率1收敛于其数学期望。