题目
已知随机变量的分布律为:(1)求,并的分布函数?(2)求
已知随机变量
的分布律为:

(1)求
,并
的分布函数
?
(2)求
题目解答
答案
首先,要清楚离散型随机变量的性质之一为所有数值出现的概率之和为1,所以
。然后,要清楚分布函数的含义,即
。先对随机变量进行分区间,即当
时,
;当
时,
;当
时,
;当
时,
。所以
的分布函数
为
。最后,要知道离散型随机变量的期望和方差如何求,即
,
。所以,
。同理可以求得
。所以
。
故本题答案为:
(1)
。
。
(2)
,
。
解析
考查要点:本题主要考查离散型随机变量的分布律性质、分布函数的构造方法,以及期望与方差的计算。
解题核心思路:
- 利用概率和为1求未知参数:根据离散型随机变量所有可能取值的概率之和为1,可求出参数$a$。
- 分段构建分布函数:分布函数$F(x)$是随机变量$X$取值小于等于$x$的概率,需根据$x$的不同取值区间分段讨论。
- 期望与方差公式应用:直接代入公式计算期望$E(X)$和方差$D(X)$。
破题关键点:
- 参数$a$的确定:通过概率和为1的性质直接求解。
- 分布函数的分段性:明确每个区间对应的累积概率。
- 期望与方差的公式:注意方差需先计算$E(X^2)$再减去$[E(X)]^2$。
第(1)题:求$a$和分布函数$F(x)$
求参数$a$
根据离散型随机变量概率和为1的性质:
$0.2 + 0.3 + a = 1 \implies a = 1 - 0.2 - 0.3 = 0.5$
构造分布函数$F(x)$
分布函数$F(x) = P(X \leq x)$,需分区间讨论:
- 当$x < 1$时:$P(X \leq x) = 0$(无取值小于1)。
- 当$1 \leq x < 2$时:$P(X \leq x) = P(X=1) = 0.2$。
- 当$2 \leq x < 3$时:$P(X \leq x) = P(X=1) + P(X=2) = 0.2 + 0.3 = 0.5$。
- 当$x \geq 3$时:$P(X \leq x) = 1$(所有概率已包含)。
综上,分布函数为:
$F(x) =
\begin{cases}0, & x < 1 \\0.2, & 1 \leq x < 2 \\0.5, & 2 \leq x < 3 \\1, & x \geq 3\end{cases}$
第(2)题:求期望$E(X)$和方差$D(X)$
计算期望$E(X)$
$E(X) = \sum x_i P(X=x_i) = 1 \times 0.2 + 2 \times 0.3 + 3 \times 0.5 = 0.2 + 0.6 + 1.5 = 2.3$
计算方差$D(X)$
- 先求$E(X^2)$:
$E(X^2) = \sum x_i^2 P(X=x_i) = 1^2 \times 0.2 + 2^2 \times 0.3 + 3^2 \times 0.5 = 0.2 + 1.2 + 4.5 = 5.9$ - 再求方差:
$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = 5.9 - (2.3)^2 = 5.9 - 5.29 = 0.61$