题目
设F_1(x) ,F_2(x)为两个分布函数,其相应的概率密度f_1(x) ,f_2(x)是连续函数,则必为概率密度的是()A. f_1(x)f_2(x)B. 2f_2(x)F_1(x)C. f_1(x)F_2(x)D. f_1(x)F_2(x)+f_2(x)F_1(x)
设$$F_1(x) ,F_2(x)$$为两个分布函数,其相应的概率密度$$f_1(x) ,f_2(x)$$是连续函数,则必为概率密度的是()
A. $$f_1(x)f_2(x)$$
B. $$2f_2(x)F_1(x)$$
C. $$f_1(x)F_2(x)$$
D. $$f_1(x)F_2(x)$$$$+f_2(x)F_1(x)$$
题目解答
答案
D. $$f_1(x)F_2(x)$$$$+f_2(x)F_1(x)$$
解析
考查要点:本题主要考查概率密度函数的性质及其组合形式的判断。关键在于理解概率密度函数的两个基本条件:非负性和积分等于1。
解题思路:
- 非负性:概率密度函数必须非负,因此选项中的表达式需保证所有情况下的非负性。
- 积分归一性:概率密度函数在定义域上的积分必须等于1。需验证各选项是否满足这一条件。
- 关键技巧:通过分部积分或变量替换,分析选项D的积分是否恒等于1,从而确定其是否为概率密度。
破题关键:
选项D的表达式形式特殊,通过分部积分可发现其积分恒为1,且非负性显然成立,因此必为概率密度。
选项分析:
选项A:$f_1(x)f_2(x)$
- 非负性:成立,因概率密度非负。
- 积分归一性:若$f_1(x)$和$f_2(x)$独立,则积分$\int f_1(x)f_2(x)dx = 1 \times 1 = 1$,但题目未说明独立性,故不一定成立。
选项B:$2f_2(x)F_1(x)$
- 非负性:成立,因$F_1(x)$取值在$[0,1]$。
- 积分归一性:$\int 2f_2(x)F_1(x)dx$的值依赖于$F_1(x)$的具体形式,不一定等于1。
选项C:$f_1(x)F_2(x)$
- 非负性:成立。
- 积分归一性:$\int f_1(x)F_2(x)dx$的值依赖于$F_2(x)$,不一定等于1。
选项D:$f_1(x)F_2(x) + f_2(x)F_1(x)$
- 非负性:显然成立,因两项均非负。
- 积分归一性:通过分部积分可证:
$\begin{aligned} \int \left[f_1(x)F_2(x) + f_2(x)F_1(x)\right]dx &= \int f_1(x)F_2(x)dx + \int f_2(x)F_1(x)dx \\ &= \int F_2(x)df_1(x) + \int F_1(x)df_2(x) \\ &= 1 - \int f_1(x)F_2(x)dx + 1 - \int f_2(x)F_1(x)dx \\ \Rightarrow \int \left[f_1(x)F_2(x) + f_2(x)F_1(x)\right]dx &= 1. \end{aligned}$
因此,积分恒为1。