高考申論題
106年
[統計] 統計學
第 一 題
📖 題組:
假設隨機變數 X_j, j=1, 2, 3, 4,為互相獨立的同分配,期望值為 μ,且變異數為 σ^2。令 Y_1=(X_2-X_1)^2/2, Y_2=(X_4-X_3)^2/2。
假設隨機變數 X_j, j=1, 2, 3, 4,為互相獨立的同分配,期望值為 μ,且變異數為 σ^2。令 Y_1=(X_2-X_1)^2/2, Y_2=(X_4-X_3)^2/2。
📝 此題為申論題,共 3 小題
小題 (一)
推導求得 Y_i 之期望值(E(Y_i)),i=1, 2。(10 分)
思路引導 VIP
面對這類二次式的期望值推導,首要步驟是將平方項展開,並運用期望值算符的線性性質。接著,利用變異數公式 Var(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 求出平方項的期望值,搭配樣本獨立性處理交叉項(即 E(X_1 X_2) = E(X_1)E(X_2))即可順利得解。
小題 (二)
若 Y_i>E(Y_i) 則令 I_i=1;否則 I_i=0。令 M=Σ(i=1~2) I_i,推導求得 M 之分配。(5 分)
思路引導 VIP
看到這類指標函數相加的題目,首先應聯想到伯努利分配與二項分配的關係。解題關鍵在於先利用期望值與變異數的運算性質求出 E(Y_i),確立 I_i 的成功條件,並嚴謹檢驗 Y_1 與 Y_2 的獨立性以推導出 M 的最終分配。
小題 (三)
若 X_j 為常態分配,推導求得 Y_i>E(Y_i) 之機率(列出計算的過程即可,不必寫出機率值)。(10 分)
思路引導 VIP
第一步先利用獨立常態分配的線性組合性質找出 $(X_2-X_1)$ 的分配,第二步透過標準化與卡方分配的定義求出 $Y_i$ 的期望值,最後將求機率的問題轉換為標準常態分配(或卡方分配)的機率表達式。