知识点

FF 分布

定义

设 U∼χ2(ν1)U\sim\chi^2(\nu_1),V∼χ2(ν2)V\sim\chi^2(\nu_2),其中 χ2(ν)\chi^2(\nu) 表示自由度为 ν\nu 的卡方分布,且两者相互独立,则

F=U/ν1V/ν2∼F(ν1,ν2).F=\frac{U/\nu_1}{V/\nu_2}\sim F(\nu_1,\nu_2).

FF 分布只在非负半轴取值,一般不对称。

性质

它有以下两条常用性质:

1F∼F(ν2,ν1),Fα(ν1,ν2)=1F1−α(ν2,ν1).\frac1F\sim F(\nu_2,\nu_1),\qquad F_\alpha(\nu_1,\nu_2)=\frac{1}{F_{1-\alpha}(\nu_2,\nu_1)}.

这里 Fα(ν1,ν2)F_\alpha(\nu_1,\nu_2) 表示右侧尾概率为 α\alpha 的上侧分位点,一般约定见上侧分位点。交换自由度时,原分布的 (1−α)(1-\alpha) 分位点要对应交换后的 α\alpha 分位点。

分子与分母的自由度顺序不能交换:F(ν1,ν2)F(\nu_1,\nu_2) 与 F(ν2,ν1)F(\nu_2,\nu_1) 是两个不同的分布。

还有一个与 tt 分布的联系:若 T∼t(ν)T\sim t(\nu),则

T2∼F(1,ν).T^2\sim F(1,\nu).

交互探索

交换自由度会怎样改变 FF 分布?

比较原自由度和交换自由度后的两条 FF 分布密度曲线。

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题集

练习

  1. 若 T∼t(10)T\sim t(10),则 T2T^2 服从

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    参考解答

    tt 分布的变量是标准正态除以卡方的根号,平方后分子为 Z2∼χ2(1)Z^2\sim\chi^2(1),分母为 χ2(10)/10\chi^2(10)/10,故 T2∼F(1,10)T^2\sim F(1,10)。自由度顺序是分子的 11 在前。