西南大学《数理统计》作业及参考答案.doc

数理统计第一次1、设总体服从正态分布，其中已知，未知，为其样本，,则下列说法中正确的是（ ）。（A）是统计量 （B）是统计量（C）是统计量 （D）是统计量2、设两独立随机变量，则服从（ ）。 3、设两独立随机变量，则服从（ ）。 4、设是来自总体的样本，且，则下列是的无偏估计的是（ ）. 5、设是总体的样本，未知，则下列随机变量是统计量的是（ ）. （A）； （B）； （C）； （D） 6、设总体，为样本，分别为样本均值和标准差，则下列正确的是（ ）. 7、设总体X服从两点分布B（1，p），其中p是未知参数，是来自总体的简单随机样本，则下列随机变量不是统计量为（ ）( A ) . ( B ) ( C ) ( D ) 8、设为来自正态总体的一个样本，未知。则的最大似然估计量为（ ）。（A） （B）（C）（D）1、（D）；2、 ；3、；4、；5、（B）；6、7、( C ) ；8、（B）。第二次1、设总体，为样本，分别为样本均值和标准差，则服从（ ）分布. 2、设为来自正态总体的一个样本，未知。则的置信度为的区间估计的枢轴量为（ ）。 (A) (B) (C) (D) 3、在假设检验中，下列说法正确的是（ ）。(A) 如果原假设是正确的，但作出的决策是接受备择假设，则犯了第一类错误；(B) 如果备择假设是正确的，但作出的决策是拒绝备择假设，则犯了第一类错误；(C) 第一类错误和第二类错误同时都要犯；(D) 如果原假设是错误的，但作出的决策是接受备择假设，则犯了第二类错误。4、对总体的均值和作区间估计，得到置信度为95%的置信区间，意义是指这个区间（ ）。 (A)平均含总体95%的值(B)平均含样本95%的值(C)有95%的机会含样本的值(D)有95%的机会的机会含的值5、设是未知参数的一个估计量，若，则是的（ ）。(A)极大似然估计(B) 有偏估计(C)相合估计(D) 矩法估计6、设总体的数学期望为为来自的样本，则下列结论中 正确的是( ). （A）是的无偏估计量. （B）是的极大似然估计量. （C）是的相合（一致）估计量. （D）不是的估计量. 7、设总体，未知，为样本，为修正样本方差，则检验问题：，（已知）的检验统计量为（ ）.（A）（B） （C）（D）.1、；2 (C) ；3、(A)；4、 (D)；5、 (B) ；6、（A）；7、（D）.第三次1、设总体服从参数为的泊松分布，是来自总体的简单随机样本，则 2、设为来自正态总体的样本，若为的一个无偏估计，则_。3、设，而1.70，1.75，1.70，1.65，1.75是从总体中抽取的样本，则的矩估计值为 。4、设总体服从正态分布，未知。为来自总体的样本，则对假设；进行假设检验时，通常采用的统计量是_，它服从_分布，自由度为_。5、设总体,为来自该总体的样本，,则_.6、我们通常所说的样本称为简单随机样本，它具有的特点是 7、已知，则 8、设，是从总体中抽取的样本，求的矩估计为 9、检验问题：，（含有个未知参数）的皮尔逊检验拒绝域为 10、设为来自正态总体的简单随机样本，设若使随机变量服从分布，则常数 11、设由来自总体的容量为9的简单随机样本其样本均值为，则的置信度为0.95的置信区间是 （）.12、若线性模型为，则最小二乘估计量为 1、，2、1，3、1.71，4、，,5、2/5，6、独立性，代表性；7、1/2；8、；9、；10、1/3；11、；12、。 .第四次1、设总体X服从两点分布B（1，p），其中p是未知参数，是来自总体的简单随机样本。指出之中哪些是统计量，哪些不是统计量，为什么？2、设总体X服从参数为（N，p）的二项分布，其中（N，p）为未知参数，为来自总体X的一个样本，求（N，p）的矩法估计。3、设是取自正态总体的一个样本，试问是的相合估计吗？4、设连续型总体X的概率密度为, 来自总体X的一个样本，求未知参数的极大似然估计量，并讨论的无偏性。5、随机地从一批钉子中抽取16枚，测得其长度（以厘米计）为 2.14 2.10 2.13 2.15 2.13 2.12 2.13 2.10 2.15 2.12 2.14 2.10 2.13 2.11 2.14 2.11设钉长服从正态分布。 若已知=0.01（厘米），试求总体均值的0.9的置信区间。（）6、甲、乙两台机床分别加工某种轴，轴的直径分别服从正态分布与，为比较两台机床的加工精度有无显著差异。从各自加工的轴中分别抽取若干根轴测其直径，结果如下：总体样本容量 直径X(机床甲) Y(机床乙) 8 720.5 19.8 19.7 20.4 20.1 20.0 19.0 19.920.7 19.8 19.5 20.8 20.4 19.6 20.2试问在=0.05水平上可否认为两台机床加工精度一致？（）7、为了检验某药物是否会改变人的血压，挑选10名试验者，测量他们服药前后的血压，如下表所列：编号12345678910服药前血压134122132130128140118127125142服药后血压140130135126134138124126132144假设服药后与服药前血压差值服从正态分布，取检验水平为0.05，从这些资料中是否能得出该药物会改变血压的结论？1、 解：都是统计量，不是统计量，因p是未知参数。2、 解：因为，只需以分别代解方程组得。3、解：由于 服从自由度为n-1的-分布，故，从而根据车贝晓夫不等式有，所以是的相合估计。4解：似然函数为，令，得.由于，因此的极大似然估计量是的无偏估计量。5、 解：，置信度0.9，即=0.1，查正态分布数值表，知, 即,从而，所以总体均值的0.9的置信区间为.6、解：首先建立假设： 在n=8，m=7, =0.05时,故拒绝域为, 现由样本求得=0.2164，=0.2729，从而F=0.793，未落入拒绝域，因而在=0.05水平上可认为两台机床加工精度一致。7、解：以X记服药后与服药前血压的差值，则X服从，其中均未知，这些资料中可以得出X的一个样本观察值：6 8 3 -4 6 -2 6 -1 7 2 待检验的假设为 这是一个方差未知时，对正态总体的均值作检验的问题，因此用t检验法当时，接受原假设，反之，拒绝原假设。依次计算有 ，由于， T的观察值的绝对值. 所以拒绝原假设，即认为服药前后人的血压有显著变化。1、设某商店100天销售电视机的情况有如下统计资料： 日售出台数2 3 4 5 6合计天数20 30 10 25 15100求样本容量n，样本均值和样本方差。2、设为总体X服从的一个样本，求.（）3、设总体X具有分布律X123Pk22(1)(1) 2其中(01)为未知参数。已知取得了样本值x1=1，x2=2，x3=1，试求的最大似然估计值。4、求均匀分布中参数的极大似然估计5、为比较两个学校同一年级学生数学课程的成绩，随机地抽取学校A的9个学生，得分数的平均值为，方差为；随机地抽取学校B的15个学生，得分数的平均值为，方差为。设样本均来自正态总体且方差相等，参数均未知，两样本独立。求均值差的置信水平为0.95的置信区间。（）6、设A，B二化验员独立地对某种聚合物的含氯量用相同的方法各作了10次测定，其测量值的修正方差分别为，设和分别为所测量的数据总体（设为正态总体）的方差，求方差比的0.95的置信区间。7、某种标准类型电池的容量（以安-时计）的标准差，随机地取10只新类型的电池测得它们的容量如下146，141，135，142，140，143，138，137，142，136设样本来自正态总体，均未知，问标准差是否有变动，即需检验假设（取）：。8、某地调查了3000名失业人员，按性别文化程度分类如下：文化程度 性别大专以上 中专技校 高中 初中及以下合计男女40 138 620 104320 72 442 62518411159合计60 210 1062 16683000试在=0.05水平上检验失业人员的性别与文化程度是否有关。（）第五次1、设某商店100天销售电视机的情况有如下统计资料： 日售出台数2 3 4 5 6合计天数20 30 10 25 15100求样本容量n，样本均值和样本方差。2、设为总体X服从的一个样本，求.（）3、设总体X具有分布律X123Pk22(1)(1) 2其中(01)为未知参数。已知取得了样本值x1=1，x2=2，x3=1，试求的最大似然估计值。4、求均匀分布中参数的极大似然估计5、为比较两个学校同一年级学生数学课程的成绩，随机地抽取学校A的9个学生，得分数的平均值为，方差为；随机地抽取学校B的15个学生，得分数的平均值为，方差为。设样本均来自正态总体且方差相等，参数均未知，两样本独立。求均值差的置信水平为0.95的置信区间。（）6、设A，B二化验员独立地对某种聚合物的含氯量用相同的方法各作了10次测定，其测量值的修正方差分别为，设和分别为所测量的数据总体（设为正态总体）的方差，求方差比的0.95的置信区间。7、某种标准类型电池的容量（以安-时计）的标准差，随机地取10只新类型的电池测得它们的容量如下146，141，135，142，140，143，138，137，142，136设样本来自正态总体，均未知，问标准差是否有变动，即需检验假设（取）：。8、某地调查了3000名失业人员，按性别文化程度分类如下：文化程度 性别大专以上 中专技校 高中 初中及以下合计男女40 138 620 104320 72 442 62518411159合计60 210 1062 16683000试在=0.05水平上检验失业人员的性别与文化程度是否有关。（）1、解：样本容量为n=100样本均值，样本方差，样本修正方差分别为2、解： 因每个与总体X有相同分布，故服从，则服从自由度n=7的-分布。因为，查表可知, 故3、解：似然函数 ln L( )=ln2+5ln+ln(1)求导 得到唯一解为4、解：由X服从a，b上的均匀分布，易知 求a，b的矩法估计量只需解方程, 得5、解：根据两个正态总体均值差的区间估计的标准结论，均值差的置信水平为0.95的置信区间为6、解：n=m=10, 1-=0.95，=0.05, ,从而故方差比的0.95的置信区间为0.222，3.601。7、这是一个正态总体的方差检验问题，属于双边检验问题。检验统计量为。代入本题中的具体数据得到。检验的临界值为。因为，所以样本值落入拒绝域，因此拒绝原假设，即认为电池容量的标准差发生了显著的变化，不再为1.66。8、解：这是列联表的独立性检验问题。在本题中r=2，c=4，在=0.05下，, 因而拒绝域为：. 为了计算统计量(3.4)，可列成如下表格计算：大专以上 中专技校 高中 初中及以下男女36.8 128.9 651.7 1023.623.2 81.1 410.3 644.418411159合计60 210 1062 16683000从而得,由于=7.3267.815，样本落入接受域，从而在=0.05水平上可认为失业人员的性别与文化程度无关。1设是取自正态总体的一个容量为2的样本，试证下列三个估计量都是的无偏估计量：, 并指出其中哪一个估计量更有效。可见第三个估计量更有效。2设是取自正态总体的一个样本，试证是的相合估计。证明：由于服从自由度为n-1的-分布，故 ， 从而根据车贝晓夫不等式有 ， 所以是的相合估计。3 随机地从一批钉子中抽取16枚，测得其长度（以厘米计）为 2.14 2.10 2.13 2.15 2.13 2.12 2.13 2.10 2.15 2.12 2.14 2.10 2.13 2.11 2.14 2.11设钉长服从正态分布，试求总体均值的0.9的置信区间。（1）若已知=0.01（厘米），（2）若未知。解：（1） ，置信度0.9，即=0.1，查正态分布数值表，知, 即, 从而， 所以总体均值 的0.9的置信区间为. （2）未知 , 置信度0.9，即=0.1，自由度n-1=15，查t-分布的临界值表 所以置信度为0。9的的置信区间是 4 某农场为了试验磷肥与氮肥是否提高水稻收获量，任选试验田18块，每块面积1/20亩进行试验，试验结果：不施肥的10块试验田的收获量分别为8.6，7.9，9.3，10.7，11.2，11.4，9.8，9.5，10.1，8.5（单位：市斤），其余8块试验田在插种前施加磷肥，播种后又追施三次氮肥，其收获量分别为12.6，10.2，11.7，12.3，11.1，10.5，10.6，12.2。假定施肥与不施肥的收获量都服从正态分布，且方差相等，试在置信概率0.95下，求每1/20亩的水稻平均收获量施肥比不施肥增产的幅度。答：设正态总体 分别表示施肥和不施肥的每1/20亩的水稻收获量，据题意，有 对1-=0.95，即=0.05，查t分布表（自由度为n+m-2=16），得 ，于是 所以在置信概率0。95下，求每1/20亩的水稻平均收获量施肥比不施肥增产0.6到2.8市斤。1 某厂用自动包装机装箱，在正常情况下，每箱重量服从正态分布，某日开工后，随机抽查10箱，重量如下（单位：斤）：99.3，98.9，100.5，100.1，99.9，99.7，100.0，100.2，99.5，100.9，问包装机工作是否正常，即该日每箱重量的数学期望与100有显著差异（给定水平=0.05，并认为该日的仍为1.15）？答：以该日每箱重量作为总体 ，它服从 ，问题就归结为根据所给的样本观察值对方差已知的正态总体检验 ，可采用U-检验法。原假设 ，由所给样本观察值算得 ，于是 对于=0.05，查标准正态分布表得 ，因为 ，所以接受 ，即可以认为该日每箱重量的数学期望与100 无显著差异，包装机工作正常。2 设某包装食盐的机器正常工作时每袋食盐的标准重量为500克，标准差不得超过10克，某天开工后从包装好的食盐中随机抽取9袋，测得其净重如下（单位：克） 497 , 507 , 510 , 475 , 484 , 488 , 524 , 491 , 515 . 问此时包装机工作是否正常? 解：， 选取检验统计量： ，计算得，在n=9,=0.05时，。拒绝域，因此 此时包装机工作是正常的。3 由累积资料知道甲、乙两煤矿的含灰率分别服从. 现从两矿各抽n=5, m=4个试件，分析其含灰率为(%)甲矿24.320.823.721.317.4乙矿18.216.920.216.7问甲、乙两矿所采煤的含灰率的数学期望有无显著差异（显著水平=0.05）？答：分别以甲乙两矿所采煤的含灰率作为总体 和总体 ,问题归结为根据所给的样本观察值对方差已知的两个正态总体检验 ，可采用U-检验法。原假设 ，由所给样本观察值算得 ，于是 对于=0.10，查标准正态分布表得 ，因为 ，所以拒绝 ，即可以认为 有显著差异。4 两台车床生产同一种滚珠（滚珠直径按正态分布见下表），从中分别抽取8个和9个产品，比较两台车床生产的滚珠直径的方差是否相等（=0.05）？甲床15.0 14.5 15.2 15.5 14.8 15.1 15.2 14.8 乙床15.2 15.0 14.8 15.2 15.0 15.0 14.8 15.1 14.8 答：已知n=8，m=9，=0.05，假设 ，=0.05，/2=0.025，第一自由度n-1=7，第二自由度m-1=8，在 成立的条件下选取统计量 服从自由度分别为7，8的F分布 查表： ，因为F=3.694.53,所以接受假设 ，即可以认为两台车床生产的滚珠直径的方差相等。5 自某种铜溶液测得9个铜含量的百分比的观察值为8.3，标准差为0.025。设样本来自正态总体，均未知。试依据这一样本取显著性水平检验假设：。解：这是一个方差未知的正态总体的均值检验，属于左边检验问题，检验统计量为。代入本题具体数据，得到。检验的临界值为。1 从一批机器零件毛坯中随机抽取8件，测得其重量（单位：kg）为：230，243，185，240，228，196，246，200。（1）写出总体，样本，样本值，样本容量；（2）求样本的均值，方差及二阶原点距。答：（1）总体为该批机器零件重量，样本为 ，样本值为230，243，185，240，228，196，246，200，样本容量为n=8； （2） 2 设总体X服从正态分布，其中已知，未知，是来自总体的简单随机样本。（1）写出样本的联合密度函数；（2）指出之中哪些是统计量，哪些不是统计量。答：（1）因为X服从正态分布 ，而是取自总体X的样本，所以有Xi服从 ，即 故样本的联合密度函数为 。（2）都是统计量，因为它们均不包含任何未知参数，而不是统计量。3 设总体X服从两点分布B（1，p），其中p是未知参数，是来自总体的简单随机样本。指出之中哪些是统计量，哪些不是统计量，为什么？答：都是统计量，不是统计量，因p是未知参数。4 设总体服从参数为的指数分布，分布密度为求和.解：由于，所以 ； ； 。5 设总体X服从，样本来自总体X, 令, 求常数C，使CY服从-分布。解：因为样本 独立同分布，所以服从，服从，同理服从, 因此服从，服从，且两者相互独立，由-分布的可加性，知Y/3服从，所以取C=1/3 。6 设总体X服从，是取自总体X的简单随机样本，为样本均值，分别是样本方差和样本修正方差，问下列统计量各服从什么分布。答：由定理知 服从自由度为n-1的 -分布，由定理的系得 服从自由度为n-1的t-分布，由 服从 ，可得 服从 ， 服从 ，由于 相互独立因此由 -分布的可加性，得 服从自由度为n的 -分布。7 设总体X服从，和为样本均值和样本修正方差，又有服从，且与相互独立，试求统计量服从什么分布。答：由X服从 ， 服从 ， 服从 ， 服从 ，又由 服从自由度为n-1的 -分布，注意t分布的定义 服从自由度为n-1的t-分布。由 服从 ， 服从 ，又由 服从自由度为n-1的 -分布，注意F分布的定义 服从自由度为（1，n-1）的F-分布。（不好意思，X都写成了，让教师费心了！）1 随机地取8只活塞环，测得它们的直径为（以mm计）74.00174.00574.00374.00174.00073.99874.00674.002求总体均值及方差2的矩估计，并求样本方差S2。解：，2的矩估计是 。2总体X的概率密度为，其中为未知参数，样本来自总体X，求未知参数的矩法估计与极大似然估计。答：首先求数学期望 从而解方程 得 的矩法估计为 。似然函数为 令 解得 的极大似然估计为 。3 求均匀分布中参数的极大似然估计解 先写出似然函数该似然函数不连续，不能用似然方程求解方法，只有回到极大似然估计原始定义，注意最大值只能发生在4 设连续型总体X的概率密度为, 来自总体X的一个样本，求未知参数的极大似然估计量，并讨论的无偏性。答：似然函数为 其中 因此 的极大似然估计量 是 的无偏估计量。20 / 20