1
k
是n维正交单位实列向量组,A=ααT,E是n阶单位矩阵,则行列式 i i
i=1
A+E
*
=_____.
·第184页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
三、解答题
(1)已知A=α ,α ,α
1 2 3
是3阶可逆矩阵,B是3阶矩阵,且BA=α ,-4α ,-α
1 3 2
.求:
(I)B的全部特征值;
(II)可逆矩阵P和对角矩阵Λ,使得P-1BP=Λ.
·第185页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(2)设A是nn≥2 阶矩阵,α ,α ,⋯,α 是n维列向量,且Aα =α ,Aα =α ,⋯,Aα =α ,Aα =0, 1 2 n 1 2 2 3 n-1 n n
α ≠0.
n
(I)证明:α ,α ,⋯,α 线性无关;
1 2 n
(II)求可逆矩阵P及三角矩阵B,使得P-1AP=B.
·第186页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(3)设A是3阶矩阵,α ,α ,α 是3维列向量,且α ≠0,Aα =kα ,Aα =α +kα ,Aα =α +kα .
1 2 3 1 1 1 2 1 2 3 2 3
(I)证明:α ,α ,α 是R3的一组基;
1 2 3
(II)若Aα 1 ,Aα 2 ,Aα 3 线性相关,求rA 及trA .
·第187页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(4)设A 有三个不同的特征值λ ,λ ,λ ,它们对应的特征向量分别为α ,α ,α ,令β=α +α +α .
3×3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
(I)证明:β,Aβ,A2β线性无关;
(II)若A3β=Aβ,求rA-E .
·第188页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(5)设α=a 1 ,a 2 ,⋯,a n T ,β=b 1 ,b 2 ,⋯,b n T 均为非零列向量,A=αβT.
(I)求A的全部特征值;
(II)问αTβ满足什么条件时,A可以相似于对角矩阵Λ,并求可逆矩阵P,使P-1AP=Λ.
·第189页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(6)设nn≥2
a 1 1 ⋯ 1
1 a 1 ⋯ 1
阶矩阵A=1 1 a ⋯ 1
⋮ ⋮ ⋮ ⋮
1 1 1 ⋯ a
.求:
(I)可逆矩阵P及对角矩阵Λ,使得P-1AP=Λ;
(II)rA* .
·第190页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(7)设A是2阶矩阵,α是非零向量,且α不是A的特征向量.
(I)证明:α,Aα线性无关;
(II)记P=α,Aα ,若A2α-2Aα=8α,证明:A相似于对角矩阵,并求P-1AP.
·第191页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(8)设α,β为3维单位列向量,且αTβ=0,记A=αβT+βαT.
(I)证明:A相似于对角矩阵;
(II)若存在3维列向量γ≠0,使得Aγ=0,记P= γ,2α+β ,β-α ,求P-1AP.
·第192页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
1 a 12 a 13
(9)设A=1 a
22
a
23
1 a a
32 33
1 2a 12 2a 13
可逆,B是3阶实对称矩阵,且满足BA=1 2a
22
2a
23
1 2a 2a
32 33
.求:
(I)B的特征值和对应的特征向量;
(II)正交矩阵Q,使得QTBQ=Λ.
·第193页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(10)设向量组I α =-a,0,1 1 T ,α 2 =1-a,a,1-a T ,α 3 =1,0,-a T ,(II)β 1 =-1,0,a T ,β = 2
-1,1,a T ,β 3 =1,-1,-a T a≠0 ,向量组(I)与(II)等价.
(I)求a的值;
(II)记A=α ,α ,α
1 2 3
,问当a为何值时,存在正交矩阵Q,使得Q-1AQ=Λ?并求Q及Λ.
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a 0 1
(11)设A= 0 -a 0
1 0 a
-1 1 0
,B= 1 -1 0
0 0 -a
1
,β= 1
a
,a≠0.若方程组AX=β有无穷多解.
(I)求a的值,并求方程组AX=β的全部解;
(II)当a为何值时,存在正交矩阵Q,使得Q-1AQ=B?并求正交矩阵Q.
·第195页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(12)设A,B均是n阶矩阵.
(I)证明:AB与BA有相同的特征值;
(II)若AB=BA,且A有n个不同的特征值,证明:B相似于对角矩阵.
·第196页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(13)设A是n阶实对称矩阵,α ,α ,⋯,α 是A的n个单位正交特征向量,对应的特征值为λ ,λ ,⋯,
1 2 n 1 2
λ ,证明:A=λ α αT+λ α αT+⋯+λ α αT.
n 1 1 1 2 2 2 n n n
·第197页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(14)设向量β=b,1,1 T可由α 1 =a,0,1 T ,α 2 =1,a-1,1 T ,α 3 =1,0,a T线性表示,且表示法不唯
一.记A=α ,α ,α
1 2 3
.求:
(I)a,b的值,并写出β由α ,α ,α 表示的线性表达式;
1 2 3
(II)一个可逆矩阵P,使得P-1AP=Λ(Λ为对角矩阵).
·第198页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
2 1 0
(15)设A= 1 2 0
0 0 1
a b c
与B= 0 1 0
-1 -2 4
相似.
(I)求a,b,c的值;
(II)求可逆矩阵P,使得P-1AP=B;
(III)记A的伴随矩阵为A*,求方程组3E-A* X=0的通解.
·第199页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
1 -1 0
(16)设B= 1 0 k
-1 1 1-k
不可逆,且满足AB=B,B* AT+E =O,其中A是3阶矩阵,E是
3阶单位矩阵,B*是B的伴随矩阵.
(I)求rB* ;
(II)证明:A相似于对角矩阵,并求A2.
·第200页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
拓展题
解答题
(1)设A是3阶实对称矩阵,存在可逆矩阵P,使得P-1AP=diag1,2,-1 ,且α 1 =1,k+1,2 T ,α = 2
k-1,-k,1 T分别为A的特征值λ =1,λ =2对应的特征向量,A*的特征值λ 对应的特征向量β= 1 2 0
2,-5k,2k+1 T .求:
(I)λ 与k的值;
0
(II)矩阵A-1 * .
·第201页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
k -2 2
(2)设A= -3 3 -1
-15 8 -6
1 0 2
,B= 0 2 0
0 4 -1
,且A∼B,求k的值及可逆矩阵P,使得P-1AP=B.
·第202页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·14.相似矩阵
(3)设数列a n ,b n a 满足 n b n 1 2 = -1 4 a n-1 b n-1 n=1,2,⋯ ∞ 1 ,a =1,b =-1,求级数 的 0 0 a -b n=0 n n
和.
·第203页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
第十五章二次型
基础题
一、选择题
(1)二次型fx ,x ,x
1 2 3
=x -x
1 2
2
+x -x
2 3
2
+x -x
3 1
2
的标准形为( ).
3 3
A. f=y2+y2+y2 B. f=2y2+ y2 C. f=y2+y2-y2 D. f=2y2+ y2+y2
1 2 3 1 2 2 1 2 3 1 2 2 3
·第204页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
1
(2)设A= 2
3
2
与B= 3
1
合同,则合同变换矩阵P=( ).
1 0 0
A. 0 0 1
1 0 0
0 0 1
B. 1 0 0
0 1 0
0 1 0
C. 1 0 0
0 0 1
0 0 1
D. 1 0 0
0 0 1
·第205页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(3)设A是n阶方阵,将A的第i列与第j列互换,再交换第i行与第j行得到B,则( ).
A. A与B等价、相似且合同 B. A与B相似、合同但不等价
C. A与B相似但不合同 D. A与B等价但不相似
·第206页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(4)二次型fx ,x ,x
1 2 3
=x2+4x2+4x2-4x x +4x x -8x x 的规范形为( ).
1 2 3 1 2 1 3 2 3
A. f=z2 B. f=z2-z2 C. f=z2+z2+z2 D. f=z2+z2-z2
1 1 2 1 2 3 1 2 3
·第207页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(5)设A,B,Λ均为n阶实方阵,则下列命题中正确的是( ).
A. 若A是实对称矩阵,则存在唯一可逆矩阵P,使得P-1AP=Λ
B. 若A是实对称矩阵,则存在唯一正交矩阵Q,使得Q-1AQ=Λ
C. 若B是实对称矩阵,则存在唯一实对称矩阵A,使得A2=B
D. 若B是正定矩阵,则存在唯一正定矩阵A,使得A2=B
·第208页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(6)设E是n阶单位矩阵,则n阶实对称矩阵A正定的充分必要条件是( ).
A. 存在n阶矩阵C,使得A=CTC B. 二次型XTAX的负惯性指数为0
C. 存在可逆矩阵P,使得P-1AP=E D. A的伴随矩阵A*与E合同
·第209页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
1 2 0
(7)设A= 2 0 2
0 2 -1
,若存在可逆矩阵C,使得CTAC=Λ,则C可能为( ).
1 -1 -1
1 1
A. 0
2 2
0 0 1
1 2 0
B. 0 2 -1
0 0 1
1 2 0
C. 0 1 2
0 0 1
1 1 1
1 1
D. 0
2 2
0 0 1
·第210页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(8)设二次型fx ,x ,x
1 2 3
=x2+x2+x2-4x x -4x x -4x x ,则fx ,x ,x
1 2 3 1 2 1 3 2 3 1 2 3
=1在空间直角坐标系
下表示的二次曲面为( ).
A. 椭球面 B. 柱面 C. 单叶双曲面 D. 双叶双曲面
·第211页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(9)若二次曲面x2+k+2 y2+kz2+2xy=5表示一个椭球面,则( ).
A. k>0 B. k<0 C. k>-1 D. k<-1
·第212页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
二、填空题
(1)已知二次型fx ,x ,x
1 2 3
=x2+4x2+4x2+2ax x -2x x +4x x 正定,则a的取值范围为____
1 2 3 1 2 1 3 2 3
_.
·第213页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(2)设二次型fx ,x ,x 1 2 3 =XTAXAT=A 在正交变换下的标准形为-2y2+8y2,且E+B=AB,其 1 2
中B为3阶矩阵,则迹trB-1+2E =_____.
·第214页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
三、解答题
(1)设二次型fx ,x ,x
1 2 3
=2x2+5x2+5x2+4x x -4x x -8x x .
1 2 3 1 2 1 3 2 3
(I)求一个正交变换x=Qy,将f化为标准形;
(II)利用配方法,将f化为标准形.
·第215页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(2)已知二次型f=2x2 1 +3x2 2 +3x2 3 +2ax 2 x 3a>0 ,经过正交变换化成标准形y2+2y2+5y2,求参数 1 2 3
a及所用的正交变换.
·第216页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(3)证明:n阶矩阵A正定的充分必要条件是存在可逆矩阵P,使得A=PTP.
·第217页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
2 0 1
(4)设A= 0 2 -1
1 -1 a-1
0 0 0
与B= 0 b 0
0 0 3
合同.
(I)求a的值及b的取值范围;
(II)若存在正交矩阵Q,使得QTAQ=B,求b及Q.
·第218页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(5)设二次型fx ,x ,x
1 2 3
=x +x
1 2
2
+x -x
2 3
2
+x +ax
1 3
2
(I)求fx ,x ,x
1 2 3
=0的解;
(II)当fx ,x ,x
1 2 3
=0有非零解时,求正交变换X=QY将fx ,x ,x
1 2 3
化为标准形;
(III)求fx ,x ,x
1 2 3
的规范形.
·第219页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(6)设3阶实对称矩阵A=α ,α ,α
1 2 3
有二重特征值1,且α +2α -α =0,A*是A的伴随矩阵.
1 2 3
(I)求正交变换X=QY将二次型fx ,x ,x
1 2 3
=XTAX化为标准形;
(II)求方程组A*X=0的通解.
·第220页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(7)设A是3阶实对称矩阵,α=-1,1,1 T满足A-2E α=0,且rA =1.
(I)求方程组AX=0的通解;
(II)求A;
(III)若X=x ,x ,x
1 2 3
T ,求方程XTAX=0的全部解.
·第221页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
综合题
一、选择题
(1)二次型fx ,x ,x
1 2 3
=x x +x x 的正、负惯性指数分别为( ).
1 2 2 3
A. p=1,q=1 B. p=1,q=2 C. p=1,q=0 D. p=0,q=2
·第222页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(2)A是n阶实对称矩阵,B是n阶矩阵,则A合同于矩阵B的充分必要条件是( ).
①rA =rB , ②A与B的正惯性指数相等,
③A与B均正定矩阵, ④B是实对称矩阵.
A. ①成立 B. ④成立 C. ①②④均成立 D. ③成立
·第223页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(3)方程x-y 2 +y-z 2 +z-x 2 =1表示的曲面是( ).
A. 椭球面 B. 单叶双曲面 C. 双叶双曲面 D. 柱面
·第224页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(4)设n元二次型fx 1 ,x 2 ,⋯,x n =x +a x 1 1 2
2
+x +a x 2 2 3
2
+⋯+x n +a n x 1
2
,其中a ii=1,2,⋯,n
均为实数,若二次型正定,则( ).
A. 1+-1 n+1 a 1 a 2 ⋯a n ≠0 B. 1+-1 n+1 a a ⋯a =0 1 2 n
C. 1--1 n+1 a 1 a 2 ⋯a n ≠0 D. 1--1 n+1 a a ⋯a =0 1 2 n
·第225页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
2 1
(5)设A=
-1 0
1 1
,B=
0 1
1 0
,C=
1 1
1 0
,D=
0 1
,则下列选项中正确的是( ).
A. A与B相似,B与C合同 B. A与D相似,B与D合同
C. A与D合同,B与C相似 D. B与D相似,C与D合同
·第226页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(6)设A是3阶实对称矩阵,且A=2,A*=A-E,其中A*是A的伴随矩阵,则二次型xTAx的规范形
为( ).
A. y2+y2+y2 B. -y2-y2-y2 C. y2+y2-y2C.-y2-y2+y2
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
·第227页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
1 2
(7)设A=
2 1
1 4
,B=
1 1
,则下列选项中正确的是( ).
A. 必存在正交矩阵Q,使得Q-1AQ=B B. 必存在可逆矩阵P,使得P-1AP=B
C. 必存在可逆矩阵P,使得PTAP=B D. 必存在可逆矩阵P,使得A=PTP
·第228页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
a a-1
(8)设实矩阵A=
a-1 a-1
,若对任意的2维非零实列向量X,都有XTAX<XTX,则a的取
值范围为( ).
1 A. ,1
3
1 B. (-1,1) C. (-1,0] D. ,1
3
·第229页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(9)设α 1 =1,2 T ,α 2 =a,1 T ,X=x ,x 1 2 T ,若二次型fx ,x 1 2 =α ,X 1 2 +α ,X 2 2 经可逆线性变换
X=PY化为gy ,y 1 2 =by2 1 +by2 2 +2by 1 y 2b≠0 ,则( ).
1 1 1 1
A. a= ,b>0 B. a=- ,b>0 C. a= ,b>-1 D. a=- ,b>-1
2 2 2 2
·第230页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(10)设A是2阶实对称矩阵,若对任意的2维非零列向量X,都有XTAX<XTX,X ,X 均为2维列
1 2
X 1 向量,则二次型
X
2
T A+E O
O E-A
X 1
X
2
的规范形为( ).
A. y2+y2-y2-y2 B. y2+y2+y2-y2 C. y2+y2+y2+y2 D. -y2-y2-y2-y2
1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
·第231页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(11)设A是3阶实矩阵,A=3,且A*=-A+4E,其中A*是A的伴随矩阵,E是3阶单位矩阵,则二次
型XT 2E-A T 2E-A X的规范形为( ).
A. y2-y2-y2 B. y2+y2-y2 C. y2+y2+y2 D. -y2-y2-y2
1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3
·第232页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
二、填空题
(1)设A是n阶矩阵,方程组Ax=b有唯一解,则二次型xT ATA x的正惯性指数为_____.
·第233页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(2)设A是3阶实对称矩阵,二次型xTAx经过正交变换x=Qy后的标准形为y2+y2-y2,A*是A的伴
1 2 3
随矩阵,则二次型xTA*x的规范形为_____.
·第234页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(3)设3阶实对称矩阵A的特征值为2,3,4,A*是A的伴随矩阵.若对任意3维实列向量X,都有
XTA*X-XTAX≤aXTX,则a的最小取值为_____.
·第235页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
三、解答题
(1)设二次型fx ,x ,x
1 2 3
=xTAx=x2+ax2+x2+2x x -2ax x -2x x 的正负惯性指数都是1.求:
1 2 3 1 2 1 3 2 3
(I)a的值;
(II)可逆线性变换x=By,将fx ,x ,x
1 2 3
化为标准形.
·第236页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(2)设3阶实对称矩阵A=a ij
3
3×3 有特征值λ 1 =λ 2 =2,且a ii =1,α=1,0,-2
i=1
T是方程组A*x=
4α的解向量.求:
(I)矩阵A;
(II)正交变换x=Qy,将二次型fx ,x ,x
1 2 3
=xTAx化为标准形.
·第237页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(3)设n阶实对称矩阵A只有两个不同的特征值λ =1和λ ,且A属于λ =1的特征向量仅有k(1,
1 2 1
0,⋯,0,1
T
k≠0 .
(I)求矩阵A;
(II)当λ 满足什么条件时,A是正定矩阵.
2
·第238页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(4)设二次型fx ,x ,x
1 2 3
=ax2-ax2+ax2+2x x 与gy ,y ,y
1 2 3 1 3 1 2 3
=-y2-y2+a2y2+2y y 的秩相等
1 2 3 1 2
a≠0 .问:
(I)当a为何值时,存在可逆(非正交)线性变换x=Py,可将fx ,x ,x
1 2 3
化为gy ,y ,y
1 2 3
,并求一个
可逆矩阵P;
(II)当a为何值时,存在正交变换x=Qy,将fx ,x ,x
1 2 3
化为gy ,y ,y
1 2 3
,说明理由.
·第239页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(5)设二次型fx ,x ,x 1 2 3 =xTAx=ax2 1 +ax2 2 +a-1 x2+2x x -2x x (a为常数,AT=A). 3 1 3 2 3
(I)求一个正交变换x=Qy将fx ,x ,x
1 2 3
化为标准形;
(II)设x=x ,x ,x 1 2 3 T ,求方程xT aE-A 2 x=0的全部解.
·第240页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(6)设二次型xTAx=ax2+x2+x2
1 2 3
+2x x +2bx x +2x x ,在正交变换x=Qy下的标准形为y2+
1 2 1 3 2 3 1
y2+4y2,其中AT=A.
2 3
(I)求a,b的值及正交矩阵Q;
(II)若正定矩阵B满足B2=A+A*,其中A*是A的伴随矩阵,求B.
·第241页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(7)设A是3阶矩阵,方程组AX=b的通解为k 1-1,1,0 T +k 22,0,1 T +1,1,-2 T .其中b=
6,6,-12 T ,k ,k 为任意常数. 1 2
(I)求A;
(II)若A的列向量组的极大线性无关组为α,求一个3维行向量β,使得A2=αβ;
(III)记X=x ,x ,x
1 2 3
T ,求方程XTAX=0的全部解.
·第242页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(8)设二次型fx ,x ,x 1 2 3 =XTAXAT=A 经过正交变换X=QY化为标准形2y2-y2-y2,又A*α= 1 2 3
α,其中α=1,1,-1 T ,A*是A的伴随矩阵.
(I)求正交矩阵Q及实对称矩阵A;
(II)若正定矩阵B满足B2=A+2E,求B.
·第243页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(9)已知二次型fx ,x ,x
1 2 3
=x2+2x2+ax2+2x x 经过可逆线性变换X=PY化为y2+y2.
1 2 3 1 3 1 3
(I)求a的值及可逆矩阵P;
(II)设X=x ,x ,x
1 2 3
T ,当XTX=1时,求fx ,x ,x
1 2 3
的最大值,并求满足x =x >0的最大值点.
1 2
·第244页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
a 0
(10)设A= -1 a
-1 0
-1 0 a
,B=
-1 1 a
,已知方程组ABX=0与BX=0同解.
(I)求a的取值范围;
(II)当AB为实对称矩阵时,求正交变换X=QY,将二次型fx ,x ,x
1 2 3
=XTABX化为标准形.
·第245页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
拓展题
一、选择题
设3阶实矩阵A的特征向量为α 1 =-1,1,0 T ,α 2 =1,1,1 T ,α 3 =-1,-1,2 T ,则A必为( ).
A. 可逆矩阵 B. 正交矩阵 C. 对称矩阵 D. 正定矩阵
·第246页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
二、解答题
(1)设二次型fx 1 ,x 2 ,⋯,x n =nx2 1 +nx2 2 +⋯+nx2 n -x 1 +x 2 +⋯+x n 2 .求:
(I)二次型fx 1 ,x 2 ,⋯,x n =xTAx的秩;
(II)可逆矩阵P,使得P-1AP=Λ,并求二次型的正惯性指数.
·第247页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(2)设A为3阶实对称矩阵,二次型fx ,x ,x
1 2 3
=xTAx在正交变换x=Qy下的标准形为-y2+2y2+
1 2
1 1 1
ay2,其中Q的第1列为 , ,
3
3 3 3
T
,且A=-4.求:
(I)a的值;
(II)正交矩阵Q.
·第248页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
(3)设二次型fx ,x ,x 1 2 3 =xTAxAT=A 经正交变换x=Qy化为by2+c2y2,其中Q= 2 3
1 0 a
1
0 c 0
2
b 0 1
.b>0,c>0 求:
(I)a,b,c的值及矩阵A;
(II)可逆矩阵P,使得A+E=PTP.
·第249页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一线代·15.二次型
1 1
a - -
2 2
1 1
(4)设A= - a -
2 2
1 1
- - a
2 2
b 0 0
与B= 0 b 0
0 0 0
b≠0 合同.
(I)求a的值;
(II)若存在正交矩阵Q,使得QTAQ=B,求b的值及Q;
(III)对于(II)中的Q,若QT A+A*
Q=Λ,其中A*是A的伴随矩阵,求对角矩阵Λ.
·第250页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
概率论与数理统计
第十六章随机事件及其概率
基础题
一、选择题
(1)设当事件A与B同时发生时,事件C必发生,则( ).
A. PC =PAB B. PC =PA∪B
C. PC ≤PA +PB -1 D. PC ≥PA +PB -1
·第251页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
(2)对任意两个事件A和B,若PAB =0,则( ).
A. PA PB =0 B. PA-B =PA
C. AB=⌀ D. AB=⌀
·第252页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
(3)设PA >0,PB >0,PA∣B =PA ,则下列选项中不正确的是( ).
A. A与B互不相容 B. A与B相容 C. PB∣A =PB
D. PA∣B
=PA
·第253页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
(4)设A,B,C是三个相互独立的随机事件,且00,则下列选项中正确的是( ).
A. PA
PA∣B D. PA ≥PA∣B
·第256页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
(7)设A,B是两个随机事件,且0
0,PB∣A
=PB∣A ,则下列选项中正确的是(
).
A. PA∣B
=PA∣B B. PA∣B
≠PA∣B
C. PAB =PA PB D. PAB ≠PA PB
·第257页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
二、填空题
(1)设PA∣B =PB∣A
1
= ,PA
2
1
= ,则PA∪B
3
=_____.
·第258页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
(2)设事件A,B,C满足PA =PB =PC
1
= ,PAB
4
=PBC =0,PAC
1
= ,则A,B,C三个事
8
件中至少出现一个的概率为_____.
·第259页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
(3)设PA =0.1,PB∣A
=0.9,PB∣A =0.2,则PA∣B =_____.
·第260页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
(4)设A,B为随机事件,且PA =0.3,PB =0.4,PA-B
=0.5,则PB∣A∪B =_____.
·第261页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
2
(5)在区间(0,1)内任取两个数x,y,则xy≤ 的概率为_____.
9
·第262页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·16.随机事件及其概率
(6)某人向同一目标独立重复射击,每次射击命中目标的概率为p0
0,
D. Fx
0, x≤0
x
= ft
-∞
+∞
dt,且 ft
-∞
dt=1
·第281页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(4)设X是随机变量,对任意实数x,P{X=x}=0的充分必要条件是( ).
A. X的概率密度fx 是连续函数 B. X的分布函数Fx 是连续函数
C. X为离散型随机变量 D. X是非离散型随机变量
·第282页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(5)设X∼Nμ,42 ,Y∼Nμ,52 ,记p =P{X≤μ-4},p =P{Y≥μ+5},则( ). 1 2
A. 对任意实数μ,有p >p B. 对任意实数μ,p
0 的指数分布,则P{X>16∣X>8}=_____.
·第286页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(2)设X∼N2,σ2 且P{00}=_____.
·第287页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(3)设X∼Nμ,σ2 ,fx 为X的概率密度,当x=1时,fx
1
取得最大值 ,则P{X<3}=
2 2π
_____(用标准正态分布函数Φx 表示).
·第288页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(4)设自动机床在任何时长为t的时间间隔内发生故障的次数X服从参数为λt的泊松分布,Y表示相
继两次故障之间的时间间隔,则当t>0时,P{Y>t}=_____.
·第289页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(5)设随机变量X服从Nμ,σ2 ,A={X>μ},B={X>σ},C={X>μ+σ}.若PA =PB ,则事件
A,B,C至多有一个发生的概率为_____.
·第290页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
三、解答题
(1)设离散型随机变量X的分布律为
1
求:(I)X的分布函数;(II)PX>
2
X -1 1 2
p 0.2 0.3 0.5
;(III)P{-1≤X≤2}.
·第291页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(2)设连续型随机变量X的分布函数为Fx
0, x≤-a,
x
= k +k arcsin , -a0.求: 1 2 a
1, x>a,
(I)常数k ,k 的值;
1 2
(II)X的概率密度;
a
(III)P X<
2
.
·第292页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(3)设随机变量X服从参数为λ的指数分布,对X进行三次独立重复观察,至少有一次观测值大于3
26
的概率为 ,求λ的值.
27
·第293页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(4)设随机变量X的概率密度为fx
3x2, 0p >p B. p >p >p C. p >p >p D. p >p >p
3 1 2 1 3 2 1 2 3 2 1 3
·第299页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(3)设随机变量X的概率密度为fx ,若当-∞0,x ,y 0 0 为其分布函数曲线y=Fx 的拐点,则x =_____,y 0 0
=_____.
·第302页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(2)设随机变量X∼Nμ,σ2 ,其中σ>0,Fx 为X的分布函数,则Fμ-xσ +Fμ+xσ =_____.
·第303页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(3)设随机变量X服从泊松分布,且P{X=1}=P{X=2},则P{X>1}=_____.
·第304页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
∞
3
(4)在伯努利试验中,设事件发生的概率p= ,X表示首次发生所需试验次数,n为正整数,则P
4
n=1
{X=2n}=_____.
·第305页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
a
(5)设离散型随机变量X的分布律为P{X=k}= e-2,k=0,1,2,⋯,则常数a=_____.
k!
·第306页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(6)设X∼N0,σ2
,X在区间(a,b)内取值的概率最大,其中a>0,则σ2=_____.
·第307页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(7)设随机变量X服从参数为1的指数分布,k为大于零的常数,则P{X≤k+1∣X>k}=_____.
·第308页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(8)设随机变量X服从参数为λλ>0 的指数分布.Y= X, X≤1, 则P Y≤ 1
-X, X>1, 4
=_____.
·第309页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
三、解答题
(1)设随机变量X服从λ=2的指数分布,求Y=1-e-2X的分布函数和概率密度.
·第310页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(2)设连续型随机变量X的概率密度为fx ,求Y=sinX的分布函数和概率密度.
·第311页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·17.随机变量及其分布
(3)设随机变量X的概率密度为fx
1
x2
e2 , x≤0,
= 2π 求Y=X2的分布函数和概率密度(可用
e-2x, x>0,
φx 和Φx 表示).
·第312页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
第十八章多维随机变量及其分布
基础题
一、选择题
(1)设二维随机变量(X,Y)的分布函数为Fx,y ,则PX>x ,Y>y 0 0 =( ).
A. 1+Fx ,y
0 0
-Fx ,+∞
0
-F+∞,y
0
B. Fx ,y
0 0
-1+Fx ,+∞
0
+F+∞,y
0
C. 1-Fx ,+∞
0
-F+∞,y
0
D. 1-Fx ,y
0 0
·第313页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(2)设两个相互独立的随机变量X与Y分别服从N0,1 与N1,1 ,则( ).
1 1
A. P{X+Y≤1}= B. P{X+Y≤0}=
2 2
1 1
C. P{X-Y≤1}= D. P{X-Y≤0}=
2 2
·第314页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(3)设随机变量X 与X 同分布,Y 与Y 同分布,则( ).
1 2 1 2
A. X +Y 与X +Y 同分布 B. X -Y 与X -Y 同分布
1 1 2 2 1 1 2 2
C. X ,Y
1 1
与X ,Y
2 2
同分布 D. kX 与kX 同分布,kY 与kY 同分布(常数k≠0)
1 2 1 2
·第315页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
二、填空题
(1)设二维随机变量(X,Y)的分布律为
X 0 1
Y
0 1/4 a
1 b 1/4
且事件{X=0}与{X+Y=1}相互独立,则a=_____,b=_____.
·第316页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(2)设X与Y相互独立且均服从参数为λ的指数分布,则Z=min{X,Y}的分布函数F Zz =_____.
·第317页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(3)设随机变量X,Y均服从区间为0,4
9
的均匀分布,P{max{X,Y}≤3}= ,则P{min{X,Y}>3}
16
=_____.
·第318页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
三、解答题
(1)设二维随机变量(X,Y)的联合分布律为
Y 0 1
X
(I)求P{min{X,Y}≥0};
-1 3/16 9/16
(II)问X与Y是否相互独立?说明理由.
1 1/16 3/16
·第319页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(2)设随机变量(X,Y)的概率密度为fx,y
1, 0 ∣Y>0
2
.
·第320页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(3)设二维随机变量(X,Y)的概率密度为fx,y
ke -4x+3y
=
, x>0,y>0,
求:
0, 其他.
(I)常数k的值,并判别X与Y是否相互独立,说明理由;
(II)Z=X+Y的概率密度f Zz .
·第321页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(4)设随机变量X与Y相互独立,其概率密度分别为f Xx
-λ x
λ e 1 , x>0,
= 1 ,f Yy
0, x≤0,
=
-λ y
λ 2 e 2 , y>0, 其中λ 1 >0,λ 2 >0为常数.令Z= 1, X≤Y, 求Z的分布律和分布函数.
0, y≤0, 0, X>Y,
·第322页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(5)设二维随机变量(X,Y)的概率密度为fx,y
-y
xe , 02, X
= x2 求Z= 的分
Y
0, 其他,
布函数和概率密度.
·第324页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(7)设随机变量X和Y相互独立,X在区间(0,1)内服从均匀分布,Y的概率密度为f Yy =
y
1 e - 2, y>0,
2
0, y≤0.
(I)求(X,Y)的联合概率密度;
(II)设X和Y满足关于k的二次方程,k2+2Xk+Y=0,求k有实根的概率.
·第325页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
1 1
(8)设X与Y相互独立,X服从参数为 的指数分布,Y服从参数为 的指数分布,求Z=X+Y的概
2 3
率密度.
·第326页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(9)设(X,Y)服从区域G= x,y ∣0≤x≤2,0≤y≤1 上的均匀分布,求Z=XY的分布函数与概率密
度.
·第327页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(10)设二维随机变量(X,Y)的概率密度为fx,y 1 = 1+xy
k
-1 x2+y2 e 2 k>0,x,y ∈R2 .
(I)求k的值,并判别X与Y是否相互独立;
(II)若Z服从区间-π,π 上的均匀分布,且X与Z相互独立,求U=X+Z的概率密度.
·第328页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(11)设随机变量X与Y相互独立,X服从p=0.6的0-1分布,Y的分布函数为F Yy =
-y
1-e , y≥0,
记Z=X-Y.求:
0, y<0,
1
(I)PZ≤- ∣X=0
2
;
(II)Z的分布函数.
·第329页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
综合题
一、选择题
(1)设随机变量X与Y独立同分布,均服从P{X=k}=p1-p k-1 ,k=1,2,⋯,0EX-Y =( ).
1
A. 1-Φ
2
B. 1-Φ 2
2
C. 1-Φ
π
2
D. 1-Φ
π
·第333页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(5)设随机变量X与Y相互独立,X∼N0,1
1 3
.Y的概率分布为P{Y=0}= ,P{Y=1}= ,记Z=
4 4
XY,则对于Z的分布函数Fz 有( ).
A. limFz
z→0-
3
= ,limFz
8 z→0+
5
= B. limFz
8 z→0-
=limFz
z→0+
1
=
2
C. limFz
z→0-
1
= ,limFz
4 z→0+
3
= D. limFz
4 z→0-
3
= ,limFz
4 z→0+
5
=
8
·第334页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
二、填空题
1
(1)设随机变量X与Y相互独立,X服从二项分布B4,
2
,Y服从λ=1的泊松分布,则概率P{1<
max{X,Y}≤3}=_____.
·第335页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(2)设随机变量X与Y均服从N0,σ2
1
,且P{X≤1,Y≤-1}= ,则P{X>1,Y>-1}=_____.
4
·第336页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(3)设D= x,y ∣0≤x≤a,0≤y≤a ,向D上均匀地投掷随机点,(X,Y)表示随机点的坐标,0Y,
0, X≤2Y,
= 求U,V
1, X>2Y,
的联合分布律,并判别U与V是否相互独立.
·第339页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(3)设随机变量X和Y都在a,b 上服从均匀分布,且X与Y相互独立.求:
(I)Z =max{X,Y}和Z =min{X,Y}的概率密度;
1 2
(II)Z ,Z
1 2
的联合概率密度.
·第340页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(4)设随机变量X与Y均服从N2,σ2 σ>0
1
,且X与Y相互独立,若P{X≤-1}= ,求
3
P maxX,Y ≤2,minX,Y ≤-1 .
·第341页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(5)设二维随机变量(X,Y)服从D= x,y ∣y≥0,x2+y2≤1
0, X<0,
上的均匀分布,令U= 1, 0≤X1
i
.求:
(I)k的值及PX <0,X <1
1 2
;
(II)Y,Y
1 2
的概率分布.
·第343页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(7)设随机变量X与Y相互独立,其中X的概率密度为fx
x, 0≤x<1,
= 2-x, 1≤x<2,Y服从参数为2的指
0, 其他,
数分布.Fx 为X的分布函数,记Z=FX +Y.
(I)求FX 的分布函数与概率密度;
(II)求Z的概率密度f Zz .
·第344页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
拓展题
解答题
(1)设随机变量X与Y相互独立,X的概率密度为f Xx
1, 0≤x≤1,
=
0, 其他,
Y 的分布函数为F Yy ,令Z
1
Y, X≤
2
,
= 1 求Z的分布函数F Zz
X, X> ,
2
.
·第345页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·18.多维随机变量及其分布
(2)设二维随机变量(X,Y)的概率密度为fx,y
λ2e-λx, 00
0, 其他
.
(I)证明:Y服从参数为λ的指数分布;
(II)问X与Y是否相互独立?并说明理由.
·第346页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
第十九章随机变量的数字特征
基础题
一、选择题
(1)设随机变量X服从参数为2的指数分布,则Y=2X+e-2X的期望EY=( ).
3 2 3 4
A. B. C. D.
2 3 4 3
·第347页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(2)设随机变量X∼Bn,p ,且EX=2.4,DX=1.44,则( ).
A. n=8,p=0.6 B. n=6,p=0.4 C. n=4,p=0.5 D. n=12,p=0.1
·第348页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(3)设EX与EX2 均存在,则( ).
A. EX2 ≥EX 2 B. EX2 <EX 2 C. EX2 EX
·第349页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(4)设(X,Y)服从二维正态分布,则U=X+Y与V=X-Y不相关的充分必要条件是( ).
A. EX=EY B. EX2 =EY2
C. EX2 +EY 2 =EY2 +EX 2 D. EX2 +EX 2 =EY2 +EY 2
·第350页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(5)设随机变量X与Y相互独立,且均存在非零方差,DX≠DY,则( ).
A. 2X+1与2Y-1相关 B. X+Y与X-Y不相关
C. eX与Y+1相互独立 D. X+Y与Y+1相互独立
·第351页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(6)设X∼N0,1 ,Y∼N1,4 ,且ρ =1,则( ). XY
A. P{Y=2X+1}=1 B. P{Y=-2X+1}=1
C. P{Y=-2X-1}=1 D. P{Y=2X-1}=1
·第352页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(7)设随机变量X在-1,1 上服从均匀分布,Y =arcsinX,Y =arccosX,则ρ =( ). 1 2 YY
1 2
1 3
A. 1 B. -1 C. D.
2 4
·第353页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(8)设袋中有6只红球,4只白球,任意摸出一只球,记住颜色后放回袋中,共进行4次,设X表示摸到
红球的次数,则EX=( ).
2 8 12 48
A. B. C. D.
5 5 5 5
·第354页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
二、填空题
(1)一袋中有N个球,其中白球数目X是一个随机变量,且EX=n,从袋中任取一球,则取得的球是白
球的概率为_____.
·第355页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(2)设随机变量X的概率密度为fx = 1 e-x2+2x-1 -∞0,y>0,
则P{X>2∣X>EX}=
0, 其他,
_____.
·第360页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
三、解答题
(1)设X与Y的概率分布分别为
X 0 1 Y -1 0 1
p 1/3 1/3 p 1/3 1/3 1/3
且PX2=Y2
=1.求:
(I)(X,Y)的概率分布;
(II)ρ .
XY
·第361页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
1
(2)设随机变量X,Y,Z,满足EX=EY=1,EZ=-1.DX=DY=DZ=1,ρ =0,ρ = ,
XY XZ 2
1
ρ YZ =- 2 ,求EX+Y-2Z ,DX+Y+Z .
·第362页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
1
(3)设X与Y相互独立,且均服从N1,
2
,求DX-Y .
·第363页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(4)设X的概率密度为fx = 1 e -x,-∞0 B. a<0 C. a≠0 D. a=1
·第369页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(4)设随机变量X在 0, π
2
上服从均匀分布,U=sinX,V=cosX,则U与V的相关系数ρ 为( ).
UV
A. ρ =0 B. ρ =1 C. 0<ρ <1 D. -1<ρ <0
UV UV UV UV
·第370页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(5)设随机变量X服从参数为λλ>0
1
的泊松分布,Y服从参数为 的指数分布,则ρ =1的充分 XY
λ
必要条件是( ).
A. CovX+Y,X =0 B. CovX-Y,X =0 C. CovX+Y,Y =0 D. CovX-Y,X+Y =0
·第371页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(6)已知编号为1,2,3的3个袋子中各有3个白球、2个黑球,从1,2号袋子中各取出一个球放入3号
袋子中,则3号袋子中白球个数X的期望与方差分别为( ).
6 12 21 12
A. EX= ,DX= B. EX= ,DX=
5 25 5 25
21 6 12 6
C. EX= ,DX= D. EX= ,DX=
5 5 5 5
·第372页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
二、填空题
C
(1)设随机变量X的概率分布为P{X=k}= k=0,1,2,⋯
k!
,则EX2 =_____.
·第373页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(2)设随机变量X
1
,X
2
,⋯,X
n
独立同分布,且有相同的概率密度,则概率P
X
n
>min
X
1
,X
2
,⋯,
X
n-1
=_____.
·第374页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(3)设随机变量X的概率密度为fx
1
=
π1+x2
,则E minX,1 =_____.
·第375页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(4)设15000件产品中有1000件次品,从中任取150件进行检测,则检测到次品数X的期望EX=__
___.
·第376页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(5)设X,Y ∼N1,1,2,2;0 ,U=X+2Y,V=X-2Y,则ρ =_____. UV
·第377页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(6)设二维随机变量X,Y ∼N1,1;2,4;0 ,则DXY =_____.
·第378页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
三、解答题
(1)在区间(0,1)内随机取n个数X ,X ,⋯,X .
1 2 n
(I)求最大数与最小数之间距离d的数学期望;
2
(II)若用Y表示n个数中大于 的个数,求EY和DY.
3
·第379页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(2)设X 1 ,X 2 ,⋯,X nn>2 为独立同分布的随机变量,且均服从N0,1
,Y=X -X(i=1,2,⋯,n),其 i i
1 n
中X = X.求:
n i
i=1
(I)DY ii=1,2,⋯n ;
(II)ρ .
Y
1
Yn
·第380页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
1
(3)设随机试验E有三种两两不相容的结果A ,A ,A ,且三种结果发生的概率均为 ,将试验E独立
1 2 3 3
重复做2次,X表示2次试验中结果A 发生的次数,Y表示2次试验中结果A 发生的次数.求:
1 2
(I)(X,Y)的联合分布律;
(II)ρ .
XY
·第381页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(4)设随机变量X ,X ,X 相互独立,且均服从参数为λ的指数分布,记Y=minX ,X
1 2 3 1 2
,T=
maxY,X
3
.求:
(I)Y的概率密度f Yy ;
(II)期望ET.
·第382页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(5)设X 1 ,X 2 ,⋯,X n 相互独立同分布,其相同的概率密度为fx
2e -2x-θ
=
, x>θ,
θ为常数
0, x≤θ
,
求Z= minX
i
1≤i≤n
的数学期望.
·第383页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
(6)设X 1 与X 2 相互独立,X i ∼Bi,p i=1,2,01 X<
2
;
(III)求EY-X .
·第388页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·19.随机变量的数字特征
拓展题
解答题
(1)设随机变量X 1 与X 2 相互独立,且X 1 ∼B1,p ,X 2 ∼B2,p ,其中0
b}=
4
,令X
1
=
1, X>a,
,X
2
=
-1, X≤b,
求:
1, X>b.
I X ,X 1 2 的联合分布及边缘分布;
(II)CovX ,X
1 2
,DX -X
1 2
.
·第390页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·20.大数定律与中心极限定理
第二十章大数定律与中心极限定理
基础题
一、选择题
(1)设X 1 ,X 2 ,⋯,X n 是总体X的简单随机样本,且EXk =a ,k=1,2,3,4,根据中心极限定理,当n充 k
n
1
分大时,Y
n
=
n
X
i
2近似服从( ).
i=1
a -a2
A. Na , 4 2
2 n
B. Na ,a -a2
2 4 2
a -a2
C. Na , 4 2
1 n
D. Na ,a2
2 2
·第391页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·20.大数定律与中心极限定理
(2)设随机变量X ,X ,⋯,X 相互独立,记Y =X +X +⋯X ,根据列维一林德伯格中心极限定理,
1 2 n n 1 2 n
Y 近似服从正态分布(n充分大),则只要X ,X ,⋯,X ( ).
n 1 2 n
A. 服从同一离散型分布 B. 服从同一连续型分布
C. 服从同一指数分布 D. 具有相同的期望与方差
·第392页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·20.大数定律与中心极限定理
(3)设X 1 ,X 2 ,⋯,X n 是独立同分布的随机变量序列,且EX i 2 <+∞,则对任意ε有( ).
n
A. l n i → m ∞ P 1 n X i 2 <ε
i=1
n
1 =0 B. limP X2-EX2 n→∞ n i i
i=1
<ε =0
n
1 C. limP X2-EX2 n→∞ n i i
i=1
<ε
n
=1 D. l n i → m ∞ P 1 n X i 2 ≥ε
i=1
=0
·第393页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·20.大数定律与中心极限定理
二、填空题
(1)设随机变量X i 服从二项分布Bi,0.2 ,i=1,2,⋯,10,且X ,X ,⋯,X 相互独立,则根据切比雪夫 1 2 10
10
不等式,有P6<X
i
<16
i=1
≥_____.
·第394页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·20.大数定律与中心极限定理
1
(2)设X与Y满足:EX=-2,EY=2,DX=1,DY=4,ρ =- ,则根据切比雪夫不等式,有
XY 2
PX+Y≥6 ≤_____.
·第395页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·20.大数定律与中心极限定理
(3)设X在区间-1,b 上服从均匀分布,由切比雪夫不等式有PX-1<ε
2
≥ ,则b=_____,ε
3
=_____.
·第396页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·20.大数定律与中心极限定理
1
(4)设随机变量X ,X ,⋯,X 相互独立,且均服从B1,
1 2 n 2
.若存在常数k,使得
n
k X -X
2i 2i-1
i=1 limP
n→∞
≤x
n
=Φx ,其中Φx 为N0,1 的分布函数,则k=_____.
·第397页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·20.大数定律与中心极限定理
三、解答题
(1)设一条生产线的合格率为0.8,要使一批产品的合格率在76%与84%之间的概率不小于90%,问
这批产品至少要生产多少件?
·第398页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·20.大数定律与中心极限定理
(2)设X 1 ,X 2 ,⋯,X n 为来自总体X的简单随机样本,X的概率密度为fx
xn
e-x, x≥0,
= n!
0, x<0.
(I)利用切比雪夫不等式证明:P 00,都有l n i → m ∞ P 1 n X i 2-a <ε
i=1
=1?
·第399页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·20.大数定律与中心极限定理
(3)设随机变量序列X ,X ,⋯,X 独立,X 的分布律为
1 2 n i
X -ia 0 ia
i
p 1/2i2 1-1/i2 1/2i2
n
其中i=1,2,⋯,n,利用大数定律证明:l n i → m ∞ P 1 n X i ≥ε
i=1
=0.
·第400页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·21.数理统计的基本概念
第二十一章数理统计的基本概念
基础题
一、选择题
(1)设X ,X ,X 1 2 3 为总体X∼N0,σ2
X -X
的简单随机样本,则统计量U= 1 2 服从的分布为( ).
2X
3
A. t1 B. t2 C. F1,1 D. F2,1
·第401页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·21.数理统计的基本概念
(2)设随机变量X,Y均服从N0,1 ,则( ).
A. X+Y服从正态分布 B. X2+Y2服从χ2分布
X2
C. 服从F分布 D. X2与Y2均服从χ2分布
Y2
·第402页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·21.数理统计的基本概念
(3)设X ,X ,⋯,X 1 2 10 是来自总体X∼N0,1
4
1
的简单随机样本,则统计量T= X 4 i
i=1
2
+
10
1
X
6 i
i=5
2
服从的分布为( ).
A. N0,2 B. χ2 10 C. χ2 2 D. N0,10
·第403页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·21.数理统计的基本概念
二、填空题
(1)从总体X∼N3.4,62 中抽取样本X 1 ,X 2 ,⋯,X n
1 n
,X = X,若X 位于(1.4,5.4)内的概率不小 n i
i=1
于0.95,则样本容量n至少应取_____.(已知Φ1.96 =0.975)
·第404页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·21.数理统计的基本概念
(2)设总体Nμ,42 的简单随机样本为X ,X ,⋯,X 1 2 10 ,样本方差为S2,已知PS2>a =0.1,则a≈
_____.(已知χ 0 2 .19 =14.684,上侧分位数)
·第405页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·21.数理统计的基本概念
(3)设随机变量X∼Fn,n
1
,且P{X>a}=0.05,则PX>
a
=_____.
·第406页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·21.数理统计的基本概念
(4)设X∼tn ,Y∼F1,n ,给定α0<α<0.5 ,常数k满足P{X>k}=α,则PY>k2 =_____.
·第407页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·21.数理统计的基本概念
(5)设X 1 ,X 2 ,⋯,X nn>1 为来自总体X∼Nμ,σ2 σ>0 的简单随机样本,若PX-μ0 ,Y的分布律为P{Y=-1}=a,P{Y=1}=1-
a00为未知参数,x 1 ,x 2 ,⋯,x n
0, 其他,
为
X的简单随机样本值.求:
(I)θ的矩估计值;
(II)θ的最大似然估计值.
·第418页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(4)设X 1 ,X 2 ,⋯,X n 是来自总体X的简单随机样本,X的概率密度为fx
1
-x
= e θ ,-∞0.求参数θ的矩估计量θ及Eθ .
·第419页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(5)设总体X的概率密度为fx;θ
1
, 0≤x≤θ,
= θ 其中θ>0为未知参数,X 1 ,X 2 ,⋯,X n
0, 其他,
为X的
简单随机样本.求:
(I)θ的最大似然估计量θ;
(II)Eθ和Dθ.
·第420页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(6)某射手进行独立重复射击,每次击中目标的概率为p>0,设他在第X次射击时首次击中目标,以
X为总体,X 1 ,X 2 ,⋯,X n 为X的简单随机样本.求:
(I)X的概率分布;
(II)参数p的矩估计量和最大似然估计量.
·第421页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(7)设X ,X ,⋯,X 1 2 10 为总体X∼N0,σ2 的简单随机样本,σ>0为未知参数.
(I)求σ2的最大似然估计量σ
2
;
6 10
2
(II)若记U=X,V=X,利用最大似然估计量σ ,求相关系数ρ .
i i UV
i=1 i=5
·第422页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(8)设总体X的概率密度为fx
1 lnx-μ
e
= 2πx
2
2 , x>0,
X 1 ,X 2 ,⋯,X n
0, x≤0
为总体X的简单随机样本.
(I)求μ的最大似然估计量μ;
(II)记Y=lnX,求Y的分布函数和Eμ.
·第423页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
n-1
(9)设X 1 ,X 2 ,⋯,X n 为来自总体X的简单随机样本,EX=μ,DX=σ2,若θ=k X i+1 -X i
i=1
2 为σ2的
无偏估计量,求k的值.
·第424页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(10)设总体X的概率密度为fx;θ
3x2
, 0≤x≤θ,
= θ3 θ>0为未知参数,X 1 ,X 2 ,⋯,X n
0, 其他,
为X的简单
1 n
随机样本,X = n X i ,Y n =max X 1 ,X 2 ,⋯,X n
i=1
3n+1 4
,证明: Y 与 X 都是θ的无偏估计量. n 3n 3
·第425页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(11)设总体X∼B1,p ,参数p∈ 1 , 3
4 4
,样本容量为1,求p的最大似然估计值.
·第426页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(12)设总体X在 θ- 1 ,θ+ 1 2 2 上服从均匀分布,θ为未知参数,X 1 ,X 2 ,⋯,X n 为总体X的样本,求
θ的矩估计量θ 和最大似然估计量θ .
1 2
·第427页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(13)设总体X服从参数为λ的泊松分布,X 1 ,X 2 ,⋯,X n
是总体X的样本,X 是样本均值,S2是样本方
差.
(I)对任意实数C,证明:统计量T=CX +1-C S2是参数λ的无偏估计;
(II)求概率P{X≥1}的最大似然估计量.
·第428页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(14)设总体X∼U0,θ θ>0 ,X 1 ,X 2 ,⋯,X n 为X的简单随机样本,X n =max X 1 ,X 2 ,⋯,X n .
n+1
(I)证明:θ =2X,θ = X
1 2 n n
是θ的无偏估计;
(II)当n≥2时,θ 和θ 哪一个有效?
1 2
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(15)设总体X∼Nμ,σ2 ,μ,σ2为未知参数,X 1 ,X 2 ,⋯,X n 为总体X的简单随机样本值,求μ,σ2的最
大似然估计量.
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(16)设随机变量X的概率密度为fx = 1 e -x-μ,-∞0,X 1 ,X 2 ,⋯,X n
2
为X的
简单随机样本.
(I)当λ 已知时,求λ 的矩估计量和最大似然估计量;
1 2
(II)求λ ,λ 的矩估计量和最大似然估计量.
1 2
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1
(18)设T是连续型随机变量,P{T≤a}=θ,P{T>b}=θ,其中θ∈0,
2
-1, T≤a,
,aa,
-1, T≤b,
Y=
1, T>b.
(I)求(X,Y)的概率分布及Z=X+Y的概率分布;
(II)若θ为未知参数,利用总体Z的样本值-2,0,0,0,2,2,求θ的矩估计值与最大似然估计值.
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(19)设二维随机变量(X,Y)的概率密度为fx,y
x2+y2
1 -
= e 2σ2 ,x,y
2πσ2
∈R2,σ>0.记Z=X2+Y2.
(I)求Z的概率密度f Zz ;
(II)若Z ,Z ,⋯,Z 为来自总体Z的简单随机样本,求σ2的最大似然估计量σ
2
,并证明σ
2
是σ2的无
1 2 n
偏估计量.
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(20)设随机变量X与Y相互独立,X∼N0,σ2 σ>0
1
,Y的分布律为P{Y=-1}=P{Y=1}= ,记Z
2
=XY,Z ,Z ,⋯,Z 为来自总体Z的简单随机样本.
1 2 n
(I)求Z的概率密度f Zz ;
(II)求σ2的最大似然估计量σΔ2;
n n
(III)若U=aZ,其中a ≥0,a =1,求DU的最小值.
i i i i
i=1 i=1
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(21)设0.50,1.25,0.80,2.00为来自总体X的简单随机样本值,Y=lnX服从正态分布Nμ,1 ,已知
Φ1.96 =0.975.求:
(I)EX;
(II)μ的置信度为0.95的置信区间;
(III)EX的置信度为0.95的置信区间.
·第436页,共444页·公众号:做题本集结地 880·数一概率·22.参数估计
(22)设总体X∼U0,θ ,θ>0,X ,X ,⋯,X 为来自总体X的简单随机样本,若θ的最大似然估计量 1 2 n
为θ.
(I)求Eθ和Dθ;
(II)证明:对任意ε>0,有limP θ-θ≥ε
n→∞
=0;
(III)若以θ,aθ a>0 作为θ的置信区间,置信度为0.95,求a的值.
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拓展题
解答题
(1)设相互独立的随机变量X 1 ,X 2 ,⋯,X n 均服从Nμ,σ2 ,Y i =X i -μi=1,2,⋯,n
n
1
,Y= Y. n i
i=1
(I)求Y 的概率密度;
1
(II)利用一阶矩求σ的矩估计量;
(III)求EY和DY.
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(2)设总体X的概率密度为fx;θ
2e -2x-θ
=
, x>θ,
其中θθ>0
0, x≤θ,
为未知参数,X 1 ,X 2 ,⋯,X n 为
来自总体X的简单随机样本.
(I)求θ的矩估计量θ 与最大似然估计量θ ;
1 2
(II)问θ 和θ 是否为θ的无偏估计量?
1 2
(III)将θ ,θ 修正为θ ,θ ,使θ ,θ 为θ的无偏估计,并比较θ ,θ 的有效性.
1 2 3 4 3 4 3 4
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第二十三章假设检验
基础题
一、选择题
(1)在假设检验中,检验水平α的意义是( ).
A. 原假设H 成立,经检验H 被拒绝的概率
0 0
B. 原假设H 成立,经检验H 不能被拒绝的概率
0 0
C. 原假设H 不成立,经检验H 被拒绝的概率
0 0
D. 原假设H 不成立,经检验H 不能被拒绝的概率
0 0
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(2)设X 1 ,X 2 ,⋯,X n 为来自总体X∼Nμ,1
的简单随机样本,X 为样本均值,对于假设检验H :μ= 0
μ 0 ,若取拒绝域R a = X >μ 0 + 1.96
n
,Φx 为N0,1 的分布函数,则该检验犯第一类错误的概率α
为( ).
A. 1-Φ0.04 B. 1-Φ0.05 C. 1-Φ1.96 D. 1-Φ1
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二、填空题
设总体X∼Nμ,σ2 ,X 1 ,X 2 ,⋯,X n
1 n
为X的简单随机样本,其中μ,σ2未知,X = X,Q2= n i
i=1
n
X -X
i
i=1
2
,则假设H :μ=0的t检验统计量T=_____.
0
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三、解答题
(1)设在一批圆木中随机抽取100根,测其小头直径,得到样本均值为x=11.2cm,已知标准差σ=
2.6cm,问在显著性检验水平α=0.05下,该批圆木小头平均直径能否认为是在12cm以上?(已知
Φ1.645 =0.95)
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(2)设某生产线生产袋装产品,正常情况下每袋1 kg,标准差不超过15g,且每袋重量服从正态分布.
现检查机器生产情况,从中任取10袋,测得其均值为x=998g,样本均方差为S=30,在显著性水平
α=0.05下,问机器生产是否正常?(已知χ 0 2 .059 =16.919)
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