南开大学-432统计学-2016年
一、选择题 (每题 4 分, 共 28 分)
- 下列事件运算表示 “三个事件恰好一个发生”的是 ( ).
A. ;
B.
C.
D. .
Solution: B
选项 A 表示至少有一个事件发生;
选项 表示只有事件 发生;
选项 C 与选项 等价, 表示至少有一个事件发生;
选项 D 表示不超过一个事件发生.
- 已知 , 利用切比雪夫不等式估计 的概率是 ( ).
A. ;
B.
C. ;
D. .
Solution:
, 则根据切比雪夫不等式, 有:
- 桌上有 个信封与 封信, 现将它们随机匹配, 则匹配成功的信封数的期望 是 ( ).
A. 1
B. 2 ;
C.
D. .
Solution:
如果匹配正确, 令 ; 否则令 ;
则有:
- 有来自二阶矩存在总体 的随机样本 , 设 , 则 一定是总体标准差 的 ( ).
A. UMVUE;
B. 相合估计;
C. 无偏估计;
D. MLE.
Solution: B
如果 为 的相合估计, 为连续函数, 则 为 的相合估计; 由于 为 的相合估计, 则 为 的相合估计.
- 下列不具有可加性的分布是( ).
A. 伽马分布;
B. 泊松分布;
C. 柯西分布;
D. 麦克斯韦分布.
Solution:
选项显然, 伽马分布和泊松分布均具有可加性;
选项也成立, 若有: i.i.d , 则 .
- 已知 , 则 .
A.
B.
C. ;
D. .
Solution:
仍服从正态分布,其期望为 , 则有
- 已知 独立同服从标准差正态分布, 则下列说法正确的是 ( ).
A.
B.
C.
D. .
Solution: C
对于选项 的三个式子, 分子分母不相互独立;
对于选项 D, 有:
二、填空题(每题4分, 共32分)
- 的特征函数是________.
Solution:
- 设随机变量, 则________.
Solution:
- 有2个五分硬币、3个二分硬币和5个一分硬币, 随机抽取5个, 总和大于一角的概率是________.
Solution:
可能情况为: 2 枚五分, 3 枚其他;
1 枚五分, 3 枚 2 分, 1 枚 1 分;
1 枚五分, 2 枚 3 分, 2 枚 1 分.
则所求概率为
- 已知在的条件下, , 又, 则________.
Solution: 2
由方差恒等式
- 已知服从单位圆内的均匀分布, 则Corr________.
Solution: 0
因为 和 的边际密度函数在对称区间上为偶函数, 则 和 的期望为 0 ; 所以 . 即 和 的相关系数为 0 .
- 已知双参数指数分布随机变量具有密度函数 其中, 则, .
Solution:
服从参数为 的单参数指数分布, 由指数分布的性质有
- 设为来自均匀分布的简单随机样本, 则参数的充分统计量为________.
Solution:
样本的联合密度函数是 . 由因子分解定理可知, 为 的充分统计量.
- 有来自的个随机样本, 未知, 和是样本均值和样本方差, 则的置信区间是________.
Solution:
三、解答题(90分)
1.(10分)甲乙两个抽屉中各有3个白球、2个黑球, 从甲抽屉中抽取1个球放入乙抽屉中, 再从乙抽屉取4个球放入甲抽屉, 表示4个球中黑球的个数, 求 的分布律.
Solution:
有 的概率从甲中取出白球放入乙中, 此时乙中 4 白 2 黑;
有 的概率从甲中取出黑球放入乙中, 此时乙中 3 白 3 黑;
的可能取值为 . 所以
2.(15分)二维随机变量 独立同分布, 取的概率分别为.
(1) 求的联合分布;
(2) 与 是否独立, 说明理由;
(3) 求的分布函数.
Solution:
(1)
-1 | 0 | 1 | |
---|---|---|---|
-1 | 1/16 | 1/8 | 1/16 |
0 | 1/8 | 1/4 | 1/8 |
1 | 1/16 | 1/8 | 1/16 |
(2)
当 时, 有 , 则 .
当 时, 有 , 则 . , 于是 和 不独立.
(3)
3.(15分) 设 为来自正态总体 的简单随机样本, 其中 为未知参数, 记 .
(1) 求 的极大似然估计, 并记之为 ;
(2) 你认为 与 哪个更好? 为什么.
Solution: (1) 似然函数为 , 将其取对数, 关于 求导并置 0 , 得到似然方程
解得 是 的 MLE.
(2) 容易验证 与 都是 的无偏估计, 而
则 , 则 是更有效的, 可以认为它更好.
4.(15分) 设 为来自两点分布 的简单随机样本, 其中 , 记
为上述个样本中取值分别为1和0的个数, 如记
证明当 时, 有 依分布收敛于 .
Solution:
由于 , 所以
而 , 根据中心极限定理
于是 .
5.(15分) 有来自总体的个随机样本, 是样本方差, 基于构造的的最短置信区间是
试给出与的关系.
Solution: 以 为枢轴量构建 的 水平的置信区间.
令 , 反解得 是 的 水平的置信区间
想要令区间长度最短, 等价于寻找在 条件下, 使得 达到最小值的 与 , 可利用拉格朗日乘数法
记 的密度函数为 , 令
令
解得 , 其中 , 于是有
6.(10分) 有来自总体的随机样本, 给出一个的无偏估计.
Solution: 由于 , 而
于是 , 所以 是 的无偏估计.
7.(10分) 有来自双参数指数分布总体的随机样本, 其密度函数是
其中是未知参数, 求的充分统计量.
Solution: 样本的联合密度函数是
根据因子分解定理, 是 的充分统计量.