設正態(tài)總體X~N(μ,σ2)盟庞,X1,X2,...Xn是來自正態(tài)總體的樣本吃沪,樣本均值為€X,樣本方差為S2什猖,則有以下結(jié)論票彪,
注:樣本均值(X拔)符號表示:€X,卡方分布符號表示:£2(n)不狮;其它符號表示不變降铸。
其中€X=(1/n)∑:(i=1~n)(Xi)
(1),€X~N(μ,σ2/n)摇零,
即(€X-μ)/√(σ2/n)~N(0,1)推掸;
(2),{∑:(i=1~n)(Xi-μ)2/σ2}~£2(n)驻仅;
(3)谅畅,(n-1)S2/σ2=∑:(i=1~n)(Xi-€X)2/σ2,
{(n-1)S2/σ2}~£2(n-1)雾家;
(4),€X與S2相互獨立绍豁,
T={(€X-μ)/(S/√n)}~t(n-1)芯咧。
證一、為什么(3)式的自由度是n-1竹揍?
表面上敬飒,∑:(i=1~n)(Xi-€X)2是n個正態(tài)隨機變量Xi-€X的平方和,但實際上它們不都是獨立的芬位,它們之間有一種線性約束關系:∑:(i=1~n)(Xi-€X)=(∑:(i=1~n)Xi)-n€X=0无拗,這表明當n個正態(tài)隨機變量中有n-1取值給定時剩下一個的取值就跟著唯一確定了,故這n項平方和中只有n-1項是獨立的昧碉,所以(3)式的自由度為n-1英染。
證二、(4)式是怎么來的被饿?
€X與S2相互獨立就不證了四康,由(1)式和(3)式可知,(€X-μ)/√(σ2/n)~N(0,1)狭握,{(n-1)S2/σ2}~£2(n-1)闪金,由t分布定義得,[(€X-μ)/√(σ2/n)]/√{[(n-1)S2/σ2]/(n-1)}=T={(€X-μ)/(S/√n)}~t(n-1),從而得證哎垦。
已經(jīng)申查一遍囱嫩,若文中仍有文字,符號等錯誤可以評論指出,后期修改漏设。