北航2010《应用数理统计》考试题及参考解答

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北航2010《应用数理统计》考试题及参考解答
09B

一、填空题(每小题3分,共15分)
1,设总体X服从正态分布(0,4)N,而1215(,,)XXX是来自X的样本,则
22
110
22
1115
2()XXUXX


服从的分布是_______ .
解:(10,5)F.

2,ˆn是总体未知参数的相合估计量的一个充分条件是_______ .
解:ˆˆlim(), limVar()0nnnnE.
3,分布拟合检验方法有_______ 与____ ___.
解:2检验、柯尔莫哥洛夫检验.
4,方差分析的目的是_______ .
解:推断各因素对试验结果影响是否显著.

5,多元线性回归模型YβX中,β的最小二乘估计
ˆ
β
的协方差矩阵ˆβCov()=_______ .

解:
1ˆ

2

Cov(β)=()
XX

二、单项选择题(每小题3分,共15分)
1,设总体~(1,9)XN,129(,,,)XXX是X的样本,则___B___ .

(A)1~(0,1)3XN; (B)1~(0,1)1XN;
(C)1~(0,1)9XN; (D)1~(0,1)3XN.
2,若总体2(,)XN,其中2已知,当样本容量n保持不变时,如果置信度1减小,则的
置信区间____B___ .
(A)长度变大; (B)长度变小; (C)长度不变; (D)前述都有可能.
3,在假设检验中,就检验结果而言,以下说法正确的是____B___ .
(A)拒绝和接受原假设的理由都是充分的;
(B)拒绝原假设的理由是充分的,接受原假设的理由是不充分的;
(C)拒绝原假设的理由是不充分的,接受原假设的理由是充分的;
(D)拒绝和接受原假设的理由都是不充分的.

4,对于单因素试验方差分析的数学模型,设TS为总离差平方和,eS为误差平方和,AS为效应平方
和,则总有___A___ .
2

(A)TeASSS; (B)22(1)ASr;
(C)/(1)(1,)/()AeSrFrnrSnr; (D)AS与eS相互独立.
5,在多元线性回归分析中,设
ˆβ是β的最小二乘估计,ˆ
ˆ
Yβ
X

是残差向量,则___B____ .

(A)ˆn0; (B)
1ˆ]


XX
2

n
Cov()=[()
IXX

(C)ˆˆ1np是2的无偏估计; (D)(A)、(B)、(C)都对.
三、(本题10分)设总体21(,)XN、22(,)YN,112(,,,)nXXX和212(,,,)nYYY分别
是来自X和Y的样本,且两个样本相互独立,XY、和22XYSS、分别是它们的样本均值和样本方差,证明

12
12
12
11

()()(2)nnXYtnnS



其中2221212(1)(1)2XYnSnSSnn.
证明:易知
22
12
12

(,)XYNnn

12

12

()()(0,1)11XYUNnn


由定理可知
22112(1)(1)XnSn, 2
2
222(1)(1)Y

nSn


由独立性和2分布的可加性可得
22
2
121222(1)(1)(2)XY

nSnSVnn


由U与V得独立性和t分布的定义可得

12
12
12
11

12

()()(2)/(2)nnXYUtnnVnnS






3

四、(本题10分)设总体X的概率密度为1, 0,21(;), 1,2(1)0, xfxx其他,其中参数01)(
未知,12()nXXX,,,是来自总体的一个样本,X是样本均值,(1)求参数;的矩估计量ˆ(2)证
明24X不是2的无偏估计量.
解:(1)
101()(,)22(1)42xxEXxfxdxdxdx






令()XEX,代入上式得到的矩估计量为1ˆ22X.
(2)
2222
11141
(4)44[()]4()424EXEXDXEXDXDXnn



因为()00DX,,所以22 (4)EX.故24X不是2的无偏估计量.
五、(本题10分)设总体X服从[0,](0)上的均匀分布,12(,,)nXXX是来自总体X的一个
样本,试求参数的极大似然估计.
解:X的密度函数为

1
,0;(,)0,xfx



其他,

似然函数为
1
,0,1,2,,,()0,nixinL




其它

显然0时,()L是单调减函数,而12max,,,nxxx,所以12ˆmax,,,nXXX是的
极大似然估计.
六、(本题10分)设总体X服从(1,)Bp分布,12(,,)nXXX为总体的样本,证明X是参数p的一
个UMVUE.
证明:X的分布律为

1(;)(1),0,1xxfxpppx


容易验证(;)fxp满足正则条件,于是
4

2
1()ln(;)(1)IpEfxpppp







另一方面
1(1)1Var()Var()()ppXXnnnIp


即X得方差达到C-R下界的无偏估计量,故X是p的一个UMVUE.
七、(本题10分)某异常区的磁场强度服从正态分布20(,)N,由以前的观测可知056.现有
一台新仪器, 用它对该区进行磁测, 抽测了16个点, 得261, 400xs, 问此仪器测出的结果与以往相
比是否有明显的差异(α=0.05).附表如下:
t分布表 χ2分布表

解:设0H:560.构造检验统计量
)15(~0tnsXt

确定拒绝域的形式2tt.由05.0,定出临界值1315.2025.02/tt,从而求出拒绝域1315.2t.
而60,16xn,从而 06056||0.82.13152016xtsn,接受假设0H,即认为此仪器测
出的结果与以往相比无明显的差异.
八、(本题10分)已知两个总体X与Y独立,211~(,)X,222~(,)Y,221212, , , 未知,

1
12(,,,)n
XXX
和212(,,,)nYYY分别是来自X和Y的样本,求2122的置信度为1的置信区间.

解:设布定理知的样本方差,由抽样分,分别表示总体YXSS2221 ,
/2121/212(1,1)(1,1)1PFnnFFnn,

22222
12112
2
1/2122/212//1(1,1)(1,1)SSSSPFnnFnn








n α=0.1 α=0.05 α=0.025 14 1.3450 1.7613 2.1448 15 1.3406 1.7531 2.1315 16 1.3368 1.7459 2.1199 n α=0.1 α=0.05 α=0.025
14 21.064 23.685 26.119
15 22.307 24.996 27.488
16 23.342 24.296 28.845
5

所求2221的置信度为1的置信区间为 222212121/212/212//, (1,1)(1,1)SSSSFnnFnn.
九、(本题10分)试简要论述线性回归分析包括哪些内容或步骤.