问题


以下是中国关于概率统计考试的单项选择题,请选出其中的正确答案。
设$X_1,X_2,\cdots X_{12}$是来自正态总体$X\sim N\left(0,\sigma^2\right)$的简单样本,随机变量$Y=\frac{\sum_{i=1}^6X_i^2}{\sum_{j=1}^6X_{j+6}^2}$服从的分布为:____
A. $\chi^2(6)$
B. $\chi^2(1)$
C. $F(5,5)$
D. $F(6,6)$
答案:

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0

D
D
deepseekr1

设$X_1,X_2,\cdots,X_{12}$为来自正态总体$X\sim N(0,\sigma^2)$的简单样本。随机变量$Y=\frac{\sum_{i=1}^6X_i^2}{\sum_{j=1}^6X_{j+6}^2}$的分布可通过以下分析确定:

1. **卡方分布的性质**:若$Z_1,Z_2,\dots,Z_n$是独立标准正态变量,则$\sum_{i=1}^n Z_i^2 \sim \chi^2(n)$。本题中,$X_i \sim N(0,\sigma^2)$可表示为$X_i = \sigma Z_i$(其中$Z_i \sim N(0,1)$),因此$\sum_{i=1}^6 X_i^2 = \sigma^2 \sum_{i=1}^6 Z_i^2 \sim \sigma^2 \chi^2(6)$,同理$\sum_{j=7}^{12} X_j^2 \sim \sigma^2 \chi^2(6)$。

2. **F分布的定义**:若$U \sim \chi^2(m)$和$V \sim \chi^2(n)$独立,则$\frac{U/m}{V/n} \sim F(m,n)$。在本题中,分子和分母的$\sigma^2$约去后,$Y = \frac{\sum_{i=1}^6 Z_i^2}{\sum_{j=7}^{12} Z_j^2} = \frac{\chi^2(6)/6}{\chi^2(6)/6}$,即服从自由度为$(6,6)$的F分布。

3. **独立性验证**:由于$X_1,\dots,X_6$与$X_7,\dots,X_{12}$是独立抽取的样本,对应的卡方分布变量相互独立,满足F分布的条件。

因此,$Y$服从**$F(6,6)$**分布,正确答案为选项D。

答案:D. $F(6,6)$
D
gpto1 To determine which distribution $Y$ follows, let's analyze the given information step by step.

1. **Standardizing the Variables:**
Since each \( X_i \) is normally distributed with mean 0 and variance \( \sigma^2 \), we can standardize them:
\[
Z_i = \frac{X_i}{\sigma} \sim N(0,1)
\]

2. **Sum of Squares:**
The sum of the squares of standard normal variables follows a chi-squared distribution with degrees of freedom equal to the number of variables summed:
- Numerator:
\[
W_1 = \sum_{i=1}^6 Z_i^2 \sim \chi^2(6)
\]
- Denominator:
\[
W_2 = \sum_{i=1}^6 Z_{i+6}^2 \sim \chi^2(6)
\]

3. **Forming the Ratio:**
The random variable \( Y \) becomes:
\[
Y = \frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2} = \frac{\sigma^2 \sum_{i=1}^6 Z_i^2}{\sigma^2 \sum_{j=1}^6 Z_{j+6}^2} = \frac{W_1}{W_2}
\]

4. **Identifying the Distribution:**
The ratio of two independent chi-squared variables divided by their degrees of freedom follows an F-distribution:
\[
\frac{W_1/d_1}{W_2/d_2} \sim F(d_1, d_2)
\]
Since the degrees of freedom for both \( W_1 \) and \( W_2 \) are 6, we have:
\[
Y = \frac{W_1}{W_2} \sim F(6,6)
\]

**Answer:** D. \( \ F(6,\ 6) \)
D
GPT-4o 设$X_1, X_2, \cdots, X_{12}$是来自正态总体$X \sim N(0, \sigma^2)$的简单样本。考虑随机变量$Y = \frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2}$。

首先,$X_i^2$($i=1,2,\cdots,6$)和$X_{j+6}^2$($j=1,2,\cdots,6$)都是来自正态分布$N(0, \sigma^2)$的样本的平方和。根据性质,$\sum_{i=1}^6 X_i^2 \sim \sigma^2 \chi^2(6)$和$\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2 \sim \sigma^2 \chi^2(6)$。

因此,$\frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sigma^2} \sim \chi^2(6)$和$\frac{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2}{\sigma^2} \sim \chi^2(6)$。

随机变量$Y$可以写成:
\[ Y = \frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2} = \frac{\frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sigma^2}}{\frac{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2}{\sigma^2}} = \frac{\chi^2(6)/6}{\chi^2(6)/6} \]

根据F分布的定义,如果$U \sim \chi^2(m)$且$V \sim \chi^2(n)$且$U$与$V$独立,那么$\frac{U/m}{V/n} \sim F(m, n)$。

在这里,$U = \chi^2(6)$且$V = \chi^2(6)$,并且$U$和$V$是独立的,因此:
\[ Y = \frac{\chi^2(6)/6}{\chi^2(6)/6} \sim F(6, 6) \]

所以,$Y$服从的分布是$F(6, 6)$。

因此,正确答案是:
D. $F(6,6)$
D
llama3.1-70B-Instruct

答: 由题意,设X_{1},X_{2},\cdotsX_{12}是来自正态总体X\simN(0,\sigma^{2})的简单样本,则\frac{X_{i}}{\sigma}\simN(0,1),\frac{X_{j+6}}{\sigma}\simN(0,1)所以\sum_{i=1}^{6}\frac{X_{i}^{2}}{\sigma^{2}}\sim\chi^{2}(6),\sum_{j=1}^{6}\frac{X_{j+6}^{2}}{\sigma^{2}}\sim\chi^{2}(6)所以\frac{\sum_{i=1}^{6}X_{i}^{2}}{\sum_{j=1}^{6}X_{j+6}^{2}}=\frac{\sum_{i=1}^{6}\frac{X_{i}^{2}}{\sigma^{2}}}{\sum_{j=1}^{6}\frac{X_{j+6}^{2}}{\sigma^{2}}}\simF(6,6). 最终结果是F(6,6)
D
llama3.1-405B-Instruct

D
D
DeepSeek-Coder-V2 D. $F(6,6)$

解析:
首先,我们知道$X_1, X_2, \cdots, X_{12}$是来自正态总体$X \sim N(0, \sigma^2)$的简单样本,因此每个$X_i$都是独立同分布的正态随机变量,且均值为0,方差为$\sigma^2$。

随机变量$Y$定义为$Y = \frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2}$。

根据正态分布的性质,平方和$\sum_{i=1}^n X_i^2$服从自由度为$n$的卡方分布,即$\sum_{i=1}^6 X_i^2 \sim \chi^2(6)$和$\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2 \sim \chi^2(6)$。

因此,$Y$可以表示为两个独立的卡方分布随机变量之比,即$Y = \frac{\chi^2(6) / 6}{\chi^2(6) / 6}$。

根据$F$分布的定义,两个独立的卡方分布随机变量之比,分别除以其自由度,服从$F$分布。因此,$Y$服从自由度为$(6, 6)$的$F$分布,即$Y \sim F(6, 6)$。

所以,正确答案是D. $F(6, 6)$。
D
Qwen2-72B-Instruct 我们知道,如果$X_i \sim N(0, \sigma^^2)$且相互独立,则$X_i^2 \sim \chi^2(1)$(自由度为1的卡方分布),因为$X_i$的方差为$\sigma^2$,但卡方分布的参数是自由度,与方差无关。

对于$\sum_{i=1}^6X_i^2$,这是6个相互独立的$\chi^2(1)$分布的和,因此它服从$\chi^2(6)$分布。

同理,$\sum_{j=1}^6X_{j+6}^2$也服从$\chi^2(6)$分布。

当两个独立的卡方分布$\chi^2(m)$和$\chi^2(n)$相除,其比值服从F分布$F(m, n)$。

因此,$\frac{\sum_{i=1}^6X_i^2}{\sum_{j=1}^6X_{j+6}^2}$服从$F(6,6)$分布。

正确答案是D。
D
baichuan4 正确答案是 D. $F(6,6)$。

解释如下:

由于 $X_i \sim N(0, \sigma^2)$,我们知道每个 $X_i^2 / \sigma^2$ 都服从卡方分布,即 $X_i^2 / \sigma^2 \sim \chi^2(1)$。

根据题目中的定义,我们有:

$$Y=\frac{\sum_{i=1}^6X_i^2}{\sum_{j=1}^6X_{j+6}^2}$$

将每个项除以 $\sigma^2$,我们得到:

$$Y=\frac{\sum_{i=1}^6 \frac{X_i^2}{\sigma^2}}{\sum_{j=1}^6 \frac{X_{j+6}^2}{\sigma^2}}$$

由于每个 $X_i^2 / \sigma^2$ 和 $X_{j+6}^2 / \sigma^2$ 都是卡方分布,因此 $\sum_{i=1}^6 \frac{X_i^2}{\sigma^2}$ 和 $\sum_{j=1}^6 \frac{X_{j+6}^2}{\sigma^2}$ 分别服从自由度为 6 的卡方分布,即 $\chi^2(6)$。

所以,$Y$ 实际上是一个卡方分布的随机变量与另一个独立同分布的卡方分布的随机变量之比,这正是 F 分布的定义。因此,$Y$ 服从自由度为 $(6, 6)$ 的 F 分布,记为 $F(6, 6)$。
D
doubao 已知$X_1,X_2,\cdots,X_{12}$是来自正态总体$X\sim N(0,\sigma^2)$的简单样本。

则$\frac{X_1^2+X_2^2+\cdots+X_6^2}{\sigma^2}\sim\chi^2(6)$,$\frac{X_7^2+X_8^2+\cdots+X_{12}^2}{\sigma^2}\sim\chi^2(6)$。

而$Y=\frac{\sum_{i=1}^6X_i^2}{\sum_{j=1}^6X_{j+6}^2}=\frac{\frac{\sum_{i=1}^6X_i^2}{\sigma^2}}{\frac{\sum_{j=1}^6X_{j+6}^2}{\sigma^2}}$,所以$Y$服从$F(6,6)$分布。

故答案为:D。
D
minimax 由于$X_1, X_2, \cdots, X_{12}$是来自正态总体$X \sim N(0, \sigma^2)$的简单样本,那么每个$X_i$都是独立同分布的,并且$X_i^2$遵循卡方分布($\chi^2$分布)。

对于$X_i^2$,由于$X_i$是标准正态分布,$X_i^2$遵循自由度为1的卡方分布,即$X_i^2 \sim \chi^2(1)$。

现在,我们有两个独立的卡方分布的随机变量之和:

1. $\sum_{i=1}^6X_i^2$ 是6个独立的$\chi^2(1)$分布的和,因此它遵循自由度为6的卡方分布,即$\sum_{i=1}^6X_i^2 \sim \chi^2(6)$。

2. $\sum_{j=1}^6X_{j+6}^2$ 同样是6个独立的$\chi^2(1)$分布的和,因此它也遵循自由度为6的卡方分布,即$\sum_{j=1}^6X_{j+6}^2 \sim \chi^2(6)$。

当两个独立的卡方分布随机变量的比值被考虑时,如果它们的自由度相同,那么这个比值遵循F分布。具体来说,如果$U \sim \chi^2(m)$且$V \sim \chi^2(n)$且$U$和$V$独立,则$\frac{U/m}{V/n} \sim F(m,n)$。

因此,$Y=\frac{\sum_{i=1}^6X_i^2}{\sum_{j=1}^6X_{j+6}^2}$的分布是两个自由度为6的卡方分布的比值,所以$Y$遵循自由度为(6,6)的F分布。

答案是:
D. $F(6,6)$
D
kimi 首先,我们需要理解题目中的随机变量$Y$是如何定义的。根据题目,$Y$是前6个随机变量的平方和与后6个随机变量的平方和的比值。由于$X_1, X_2, \cdots, X_{12}$是来自正态总体$N(0, \sigma^2)$的简单样本,我们可以知道每个$X_i$都是独立的,并且有相同的方差$\sigma^2$。

随机变量$Y$的定义为:
\[ Y = \frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2} \]

由于$X_i$是正态分布的随机变量,$X_i^2$会服从卡方分布($\chi^2$分布),因为正态分布的平方是卡方分布。具体来说,如果$X \sim N(0, \sigma^2)$,那么$X^2$会服从自由度为1的卡方分布,即$X^2 \sim \chi^2(1)$。

因此,$\sum_{i=1}^6 X_i^2$会服从自由度为6的卡方分布,即$\sum_{i=1}^6 X_i^2 \sim \chi^2(6)$,同理,$\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2 \sim \chi^2(6)$。

现在,我们有两个独立的卡方分布的随机变量,它们的比值会服从F分布。具体来说,如果$U \sim \chi^2(a)$和$V \sim \chi^2(b)$是独立的,那么$\frac{U/a}{V/b}$会服从自由度为$(a, b)$的F分布。

在这个问题中,$\sum_{i=1}^6 X_i^2$和$\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2$的自由度都是6,所以它们的比值$Y$会服从自由度为$(6, 6)$的F分布。

因此,正确答案是:
D. $F(6,6)$
D
wenxinyiyan 首先,由题设知$X_i\sim N(0,\sigma^2)$,$i=1,2,\cdots,12$且相互独立。
根据正态分布的性质,$X_1^2, X_2^2, \cdots, X_6^2$与$X_7^2, X_8^2, \cdots, X_{12}^2$都是同分布的,并且都服从$\chi^2(1)$分布。
由于$X_1, X_2, \cdots, X_6$相互独立,根据卡方分布的可加性,有$\sum_{i=1}^{6} X_i^2 \sim \chi^2(6)$。
同理,$\sum_{j=7}^{12} X_j^2 \sim \chi^2(6)$。
由于$X_1, X_2, \cdots, X_6$与$X_7, X_8, \cdots, X_{12}$是两组独立的样本,因此$\sum_{i=1}^{6} X_i^2$与$\sum_{j=7}^{12} X_j^2$也独立。
根据$F$分布的定义,$Y = \frac{\sum_{i=1}^{6} X_i^2 / 6}{\sum_{j=7}^{12} X_j^2 / 6} = \frac{\sum_{i=1}^{6} X_i^2}{\sum_{j=7}^{12} X_j^2}$服从$F(6,6)$分布。

故答案为:D. $F(6,6)$。
D
zhipu 要确定随机变量 \( Y = \frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2} \) 的分布,我们需要利用正态分布和卡方分布的性质。

首先,给定 \( X_1, X_2, \cdots, X_{12} \) 是来自正态总体 \( X \sim N(0, \sigma^2) \) 的简单随机样本,我们知道每个 \( X_i \) 都服从 \( N(0, \sigma^2) \)。

对于 \( i = 1, 2, \cdots, 6 \),令 \( S_1 = \sum_{i=1}^6 X_i^2 \)。
由于 \( X_i \) 独立同分布于 \( N(0, \sigma^2) \),则 \( S_1 \) 服从 \( \sigma^2 \chi^2(6) \) 分布。

同理,对于 \( j = 1, 2, \cdots, 6 \),令 \( S_2 = \sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2 \)。
由于 \( X_{j+6} \) 也独立同分布于 \( N(0, \sigma^2) \),则 \( S_2 \) 也服从 \( \sigma^2 \chi^2(6) \) 分布。

现在,我们考虑随机变量 \( Y = \frac{S_1}{S_2} \)。

由于 \( S_1 \) 和 \( S_2 \) 都是独立的卡方分布变量,我们可以利用 \( F \) 分布的定义:
如果 \( U \sim \chi^2(m) \) 和 \( V \sim \chi^2(n) \) 且 \( U \) 和 \( V \) 独立,则 \( \frac{U/m}{V/n} \sim F(m, n) \)。

在这里,\( S_1 \sim \sigma^2 \chi^2(6) \) 和 \( S_2 \sim \sigma^2 \chi^2(6) \),所以
\[ \frac{S_1 / 6}{S_2 / 6} \sim F(6, 6). \]

因此,随机变量 \( Y = \frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2} \) 服从 \( F(6, 6) \) 分布。

综上所述,正确答案是 D. \( F(6, 6) \)。
D
gpto1 To determine which distribution $Y$ follows, let's analyze the given information step by step.

1. **Standardizing the Variables:**
Since each \( X_i \) is normally distributed with mean 0 and variance \( \sigma^2 \), we can standardize them:
\[
Z_i = \frac{X_i}{\sigma} \sim N(0,1)
\]

2. **Sum of Squares:**
The sum of the squares of standard normal variables follows a chi-squared distribution with degrees of freedom equal to the number of variables summed:
- Numerator:
\[
W_1 = \sum_{i=1}^6 Z_i^2 \sim \chi^2(6)
\]
- Denominator:
\[
W_2 = \sum_{i=1}^6 Z_{i+6}^2 \sim \chi^2(6)
\]

3. **Forming the Ratio:**
The random variable \( Y \) becomes:
\[
Y = \frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2} = \frac{\sigma^2 \sum_{i=1}^6 Z_i^2}{\sigma^2 \sum_{j=1}^6 Z_{j+6}^2} = \frac{W_1}{W_2}
\]

4. **Identifying the Distribution:**
The ratio of two independent chi-squared variables divided by their degrees of freedom follows an F-distribution:
\[
\frac{W_1/d_1}{W_2/d_2} \sim F(d_1, d_2)
\]
Since the degrees of freedom for both \( W_1 \) and \( W_2 \) are 6, we have:
\[
Y = \frac{W_1}{W_2} \sim F(6,6)
\]

**Answer:** D. \( \ F(6,\ 6) \)
D
deepseekv3 要确定随机变量 \( Y = \frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2} \) 服从的分布,我们可以按照以下步骤分析:

1. **正态总体的性质**:
- 给定 \( X \sim N(0, \sigma^2) \),则 \( \frac{X_i^2}{\sigma^2} \) 服从 \( \chi^2(1) \) 分布。
- 因此,\( \sum_{i=1}^6 \frac{X_i^2}{\sigma^2} \) 服从 \( \chi^2(6) \) 分布,同理 \( \sum_{j=1}^6 \frac{X_{j+6}^2}{\sigma^2} \) 也服从 \( \chi^2(6) \) 分布。

2. **构造F分布**:
- 如果 \( U \sim \chi^2(m) \) 和 \( V \sim \chi^2(n) \) 独立,则 \( \frac{U/m}{V/n} \) 服从 \( F(m, n) \) 分布。
- 在本题中,\( \sum_{i=1}^6 X_i^2 \) 和 \( \sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2 \) 都是 \( \chi^2(6) \) 分布,且由于样本是简单的,它们是独立的。
- 因此,\( Y = \frac{\sum_{i=1}^6 X_i^2}{\sum_{j=1}^6 X_{j+6}^2} \) 服从 \( F(6, 6) \) 分布。

综上所述,正确答案是:

\boxed{D}
D