题目
任意连续型随机变量的期望和方差都是存在的
任意连续型随机变量的期望和方差都是存在的
题目解答
答案
错
解析
考查要点:本题主要考查对连续型随机变量期望和方差存在性的理解,以及是否掌握某些特殊分布可能导致积分发散的情况。
解题核心思路:期望和方差的存在性依赖于积分的收敛性。若概率密度函数在尾部衰减过慢,可能导致积分发散,从而使得期望或方差不存在。
破题关键点:举出反例,例如柯西分布,其概率密度函数为 $\frac{1}{\pi(1+x^2)}$,计算其期望时积分发散,说明存在连续型随机变量的期望和方差不存在。
关键结论:并非所有连续型随机变量的期望和方差都存在。例如,柯西分布的期望和方差均不存在。
具体分析:
-
期望的计算:
柯西分布的期望为:
$E[X] = \int_{-\infty}^{+\infty} \frac{x}{\pi(1+x^2)} \, dx$
由于被积函数 $\frac{x}{1+x^2}$ 在 $x \to \infty$ 时近似为 $\frac{1}{x}$,积分发散,故期望不存在。 -
方差的计算:
方差需要先计算期望,而期望已不存在,因此方差也不存在。
结论:存在连续型随机变量(如柯西分布)的期望和方差均不存在,因此原命题错误。