是随机变量X的概率密度为当丨x丨<1时f(x)=A/√(1-x^2);当丨x丨≥1时f(x)=0(1)求系数A?(2)求随机变量X落在区间(-1/2,1/2)内的概率?(3)就随机变量X的分布函数?
时间: 2023-11-20 18:06:27 浏览: 185
好的,我明白了您的问题。这里是我的回答:
(1) 因为概率密度函数需要满足积分为1的条件,我们可以使用这个条件来计算系数A。因为当丨x丨<1时,f(x)不为0,所以我们只需要计算当丨x丨<1时的积分。即:
∫[-1,1] A/√(1-x^2) dx = 1
对于这个积分,我们可以使用反三角函数的方法来求解。令x=sin(t),则dx=cos(t)dt,积分变为:
∫[-π/2,π/2] A/√(1-sin^2(t)) cos(t) dt
因为cos(t)在[-π/2,π/2]上是非负的,所以我们可以将积分限改为[0,π/2],并且使用反正弦函数求解根号内的式子。即:
∫[0,π/2] A/√(1-sin^2(t)) cos(t) dt = A∫[0,π/2] dt = Aπ/2
因此,Aπ/2 = 1,解得A=2/π。
(2) 随机变量X落在区间(-1/2,1/2)内的概率可以表示为:
P(-1/2 < X < 1/2) = ∫[-1/2,1/2] f(x) dx
由于f(x)在(-1/2,1/2)内不为0,我们可以直接计算积分。即:
P(-1/2 < X < 1/2) = ∫[-1/2,1/2] A/√(1-x^2) dx
同样使用反正弦函数的方法来求解积分,令x=sin(t),则dx=cos(t)dt,积分变为:
∫[-π/6,π/6] A/√(1-sin^2(t)) cos(t) dt = A∫[-π/6,π/6] dt = Aπ/3
代入A=2/π,可得P(-1/2 < X < 1/2) = (2/π)π/3 = 2/3。
(3) 随机变量X的分布函数可以表示为:
F(x) = ∫[-∞,x] f(t) dt
当x≤-1时,F(x) = 0,因为f(x)在这个区间内为0。
当-1<x<1时,由于f(x)的积分是有限的,我们可以直接计算积分。即:
F(x) = ∫[-∞,x] A/√(1-t^2) dt
同样使用反正弦函数的方法来求解积分,令t=sin(u),则dt=cos(u)du,积分变为:
F(x) = ∫[-π/2,arcsin(x)] A/√(1-sin^2(u)) cos(u) du
因为cos(u)在[-π/2,arcsin(x)]上是非负的,所以我们可以将积分限改为[0,arcsin(x)]。再令v=sin(u),则dv=cos(u)du,积分变为:
F(x) = ∫[0,x] A/√(1-v^2) dv
代入A=2/π,可得:
F(x) = arcsin(x)/π + 1/2,-1<x<1
当x≥1时,F(x) = 1,因为f(x)在这个区间内为0。
综上所述,随机变量X的分布函数为:
F(x) = {0, x≤-1; arcsin(x)/π + 1/2, -1<x<1; 1, x≥1}
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