第四部分 一维连续型随机变量

目录

温馨提示:

已知fx(X)求概率

方法:

例1

例2

求fx(X)中的未知数

方法:

例3

已知 fx(X)求F

方法:

例4

求F中的未知数

方法:

例5

已知F求f 

方法:

例6

已知f求f

方法:

普通求法:

公式法:

例7

已知f求期望、方差

方法:

例8


温馨提示:

本节用到的积分结果在第三部分中计算过,不知道怎么计算的可以去看第三部分 

已知fx(X)求概率
方法:

①将待求P里的式子变成X如何的式子

②P{X在ab之间}=\int_{a}^{b}f_{x}(x)dx

例1

设X的概率密度第四部分 一维连续型随机变量_第1张图片,已知Y=\frac{1}{2}X,求P{0


P=\left \{0<\frac{1}{2}X<1 \right \}

        =P{0

②P{0=1                求法第三部分连续型需要的积分例1

例2

设X的概率密度第四部分 一维连续型随机变量_第2张图片,已知Y=\frac{1}{2}X,P{Y≤y}


P=\left \{\frac{1}{2}X<y \right \}

         =P{X≤2y}

         =P{-∞

②P{-∞第四部分 一维连续型随机变量_第3张图片        

求法第三部分连续型需要的积分例8

求fx(X)中的未知数
方法:

\int_{-\infty }^{+\infty }f_{x}(x)dx=1

例3

设X的概率密度第四部分 一维连续型随机变量_第4张图片,试求a


先求出正无穷到负无穷的积分

\int_{-\infty }^{+\infty }f_{x}(x)dx=a                求法第三部分连续型需要的积分例4

让积分的结果等于1

a=1

已知 fx(X)求F
方法:

F_{A}(b)\Leftrightarrow P\left \{ A\leq b\right \}        如果有下标则代表A≤b的括号里字母的概率

F(b)\Leftrightarrow P\left \{ B\leq b\right \}        如果没有则代表括号里字母的大写字母B≤b括号里字母的概率

例4

设X的概率密度第四部分 一维连续型随机变量_第5张图片,已知Y=\frac{1}{2}X,求F_{Y}(y)

本题求P{Y≤y}

第四部分 一维连续型随机变量_第6张图片

见本节例2           求法第三部分连续型需要的积分例8     

求F中的未知数
方法:

F(+∞)=1

F(-∞)=0

F上(分段点)=F下(分段点)


例5

设X的分布函数为

第四部分 一维连续型随机变量_第7张图片

F(+\infty )=1\Rightarrow a+be^{-\lambda(+\infty ) }=1

                        \Rightarrow a+be^{-\infty }=1

                        \Rightarrow a+b\frac{1}{e^{+\infty }}=1

                        \Rightarrow a+b\frac{1}{+\infty }=1

                        \Rightarrow a+b0=1

                        \Rightarrow a=1

F上(分段点)=F下(分段点)\Rightarrow 0=1+be^{-\lambda0 }                两个式子在0时的取值相等

                                        \Rightarrow 0=1+be^{0}

                                        \Rightarrow 0=1+b

                                        \Rightarrow b=-1

已知F求f 
方法:

f_{A}(a)=F_{A}'(a)


例6

设Y的分布函数F第四部分 一维连续型随机变量_第8张图片f_Y{(y)}


第四部分 一维连续型随机变量_第9张图片

\Rightarrow第四部分 一维连续型随机变量_第10张图片

\Rightarrow第四部分 一维连续型随机变量_第11张图片

已知f求f
方法:
普通求法:

(麻烦但啥题都能用)

求F,F再求导就是f

公式法:

(简单,但仅满足要求的题可用)

若再f_{x}(x)\neq 0的区间内,Y=g(X)是单调递增或者单调递减

①根据Y与X的关系式,算一下X=?,接着算下\frac{dx}{dy}

②给f_{x}(x)所有可能的取值后面,都\times |\frac{dx}{dy}|

③将f_{x}(x)变成f_{Y}(y)

④根据Y与X的关系,用y表示所有的x


例7


设X的概率密度第四部分 一维连续型随机变量_第12张图片,已知Y=\frac{1}{2}X,求f_Y{(y)}


普通求法:
第四部分 一维连续型随机变量_第13张图片

第四部分 一维连续型随机变量_第14张图片        例6

公式法:

题目中不等于0的取值为1,Y的表达式是Y=\frac{1}{2}X,验证Y的表达式在0≤x<1中是不是单调递增或递减,很明显是单调递增

①X=2Y,接着算\frac{dx}{dy}=\frac{d(2y)}{dy}=2

②给f_{x}(x)所有取值后面都\times |\frac{dx}{dy}|,这里都×|2|

③将f_{x}(x)变成f_{Y}(y)

所有的x可以变为2y

最后

第四部分 一维连续型随机变量_第15张图片

已知f求期望、方差
方法:

E[g(X)]=\int_{-\infty }^{+\infty }g(x)f_{x}(x)dx

E(aX+bY+c)=aEX+bEY+c

DX=E(X^{2})-(EX)^{2}

D(aX+c)=a^{2}DX

例8

已知第四部分 一维连续型随机变量_第16张图片,试求D(2X+3)


D(2X+3)=2^2DX

              =4DX

              =4[E(X^2)-(EX)^2]

              =4[\int_{-\infty }^{+\infty }x^{2}f_{x}(x)dx-(\int_{-\infty }^{+\infty }xf_{x}(x)dx)^{2}]

              =4\times [\frac{1}{3}-(\frac{1}{2})^{2}]                求法第三部分连续型需要的积分例3,例2

              =\frac{1}{3}

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