题目
设随机变量X的分布函数为F(x)= A + B arctan x, -infty A. A = (1)/(3), B = (1)/(pi)B. A = (1)/(2), B = (1)/(pi)C. A = (1)/(2), B = (1)/(2pi)D. A = (1)/(3), B = (1)/(2pi)
设随机变量$X$的分布函数为$F(x)= A + B \arctan x$, $-\infty < x < +\infty$, 则系数$A$与$B$为().
A. $A = \frac{1}{3}, B = \frac{1}{\pi}$
B. $A = \frac{1}{2}, B = \frac{1}{\pi}$
C. $A = \frac{1}{2}, B = \frac{1}{2\pi}$
D. $A = \frac{1}{3}, B = \frac{1}{2\pi}$
题目解答
答案
B. $A = \frac{1}{2}, B = \frac{1}{\pi}$
解析
考查要点:本题主要考查分布函数的基本性质及其应用,特别是利用分布函数在无穷远处的极限值来确定未知参数。
解题核心思路:
分布函数$F(x)$必须满足两个关键条件:
- 当$x \to +\infty$时,$F(x) \to 1$;
- 当$x \to -\infty$时,$F(x) \to 0$。
通过代入这两个极限条件,可以建立关于$A$和$B$的方程组,进而求解。
破题关键点:
- 正确写出$\arctan x$在$x \to +\infty$和$x \to -\infty$时的极限值(分别为$\frac{\pi}{2}$和$-\frac{\pi}{2}$)。
- 建立方程并解出$A$和$B$。
根据分布函数的性质,分两步分析:
当$x \to +\infty$时
$\arctan x \to \frac{\pi}{2}$,此时分布函数应满足:
$F(+\infty) = A + B \cdot \frac{\pi}{2} = 1 \quad \text{(1)}$
当$x \to -\infty$时
$\arctan x \to -\frac{\pi}{2}$,此时分布函数应满足:
$F(-\infty) = A + B \cdot \left(-\frac{\pi}{2}\right) = 0 \quad \text{(2)}$
联立方程求解
将方程(1)和(2)联立:
- $A + \frac{B\pi}{2} = 1$
- $A - \frac{B\pi}{2} = 0$
解方程:
- 由方程(2)得:$A = \frac{B\pi}{2}$
- 将$A = \frac{B\pi}{2}$代入方程(1):
$\frac{B\pi}{2} + \frac{B\pi}{2} = 1 \implies B\pi = 1 \implies B = \frac{1}{\pi}$ - 代入$A = \frac{B\pi}{2}$得:
$A = \frac{\left(\frac{1}{\pi}\right)\pi}{2} = \frac{1}{2}$
结论:$A = \frac{1}{2}$,$B = \frac{1}{\pi}$,对应选项B。