kaoyan3basic 概率论与数理统计 第500题

教材习题

📝 题目

### 第500题 500 假设随机变量 $X$ 的分布函数为 $F(x)$ ,概率密度函数 $f(x)=a f_{1}(x)+b f_{2}(x)$ ,其中 $f_{1}(x)$ 是正态分布 $N\left(0, \sigma^{2}\right)$ 的概率密度函数,$f_{2}(x)$ 是参数为 $\lambda$ 的指数分布的概率密度函数,已知 $\displaystyle F(0)=\frac{1}{8}$ ,则 (A)$a=1, b=0$ . (B)$\displaystyle a=\frac{3}{4}, b=\frac{1}{4}$ . (C)$\displaystyle a=\frac{1}{2}, b=\frac{1}{2}$ . (D)$\displaystyle a=\frac{1}{4}, b=\frac{3}{4}$ .

💡 答案解析

**答案**:B **解析**:步骤1:由概率密度函数的归一性,$\int_{-\infty}^{+\infty} f(x) dx = a \int_{-\infty}^{+\infty} f_1(x) dx + b \int_{-\infty}^{+\infty} f_2(x) dx = a + b = 1$。 步骤2:计算$F(0)=\int_{-\infty}^{0} f(x) dx = a \int_{-\infty}^{0} f_1(x) dx + b \int_{-\infty}^{0} f_2(x) dx$。由于$f_1(x)$是$N(0,\sigma^2)$的密度,对称性得$\displaystyle \int_{-\infty}^{0} f_1(x) dx = \frac{1}{2}$;$f_2(x)$是指数分布密度,$\int_{-\infty}^{0} f_2(x) dx = 0$。故$\displaystyle F(0)=a \cdot \frac{1}{2} = \frac{1}{8}$,解得$\displaystyle a=\frac{1}{4}$。 步骤3:代入$a+b=1$得$\displaystyle b=\frac{3}{4}$。 **难度**:★★☆☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/3
目标:利用概率密度函数的归一性
由概率密度函数的归一性,∫_{-∞}^{+∞} f(x) dx = a ∫_{-∞}^{+∞} f1(x) dx + b ∫_{-∞}^{+∞} f2(x) dx = a + b = 1。
公式:∫_{-∞}^{+∞} f(x) dx = 1
提示:注意f1和f2都是概率密度函数,积分值为1。
步骤 2/3
目标:计算F(0)并利用已知条件
F(0) = ∫_{-∞}^{0} f(x) dx = a ∫_{-∞}^{0} f1(x) dx + b ∫_{-∞}^{0} f2(x) dx。由于f1(x)是N(0,σ²)的密度,对称性得∫_{-∞}^{0} f1(x) dx = 1/2;f2(x)是指数分布密度,∫_{-∞}^{0} f2(x) dx = 0。故F(0) = a * 1/2 = 1/8,解得a = 1/4。
公式:F(0) = ∫_{-∞}^{0} f(x) dx
提示:利用正态分布的对称性和指数分布的定义域。
步骤 3/3
目标:求解b
代入a+b=1,得b = 1 - a = 3/4。
公式:a + b = 1
提示:由归一性直接得到。

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