题目
单选题(共20题,100.0分) 题型说明:每题5分 18. (5.0分) 设二维随机变量(X,Y)的概率密度函数为f(x,y)=}e^-x-y,x>0,y>0,0,其他
单选题(共20题,100.0分) 题型说明:每题5分 18. (5.0分) 设二维随机变量(X,Y)的概率密度函数为$f(x,y)=\begin{cases}e^{-x-y},x>0,y>0,\\0,其他\end{cases}$则P(X<1)=()
A. $e^{-1}$
B. e-2
C. $\frac{e-2}{2}$
D. $ 1-e^{-1}$
题目解答
答案
D. $ 1-e^{-1}$
解析
考查要点:本题主要考查二维随机变量的边缘概率密度求解及概率计算,涉及联合概率密度函数的积分和指数分布的性质。
解题核心思路:
- 确定X的边缘概率密度函数:通过对联合概率密度函数在y方向上积分,得到X的边缘密度。
- 计算概率P(X<1):对X的边缘密度在区间[0,1]上积分,或直接对联合密度进行双重积分。
破题关键点:
- 识别联合密度的结构:题目中$f(x,y)=e^{-x-y}$在x>0,y>0时非零,说明X和Y独立且均服从参数为1的指数分布。
- 利用独立性简化计算:若X和Y独立,X的边缘密度即为其自身的指数分布密度,可直接计算概率。
步骤1:求X的边缘概率密度函数
对联合密度函数在y方向积分:
$f_X(x) = \int_{-\infty}^{+\infty} f(x,y) \, dy = \begin{cases} \int_{0}^{\infty} e^{-x-y} \, dy, & x > 0, \\0, & \text{其他}.\end{cases}$
计算积分:
$\int_{0}^{\infty} e^{-y} \, dy = 1 \quad \Rightarrow \quad f_X(x) = e^{-x}, \quad x > 0.$
步骤2:计算P(X<1)
对X的边缘密度在[0,1]积分:
$P(X < 1) = \int_{0}^{1} e^{-x} \, dx = \left[ -e^{-x} \right]_{0}^{1} = 1 - e^{-1}.$
验证方法:直接对联合密度积分
$P(X < 1) = \int_{0}^{1} \int_{0}^{\infty} e^{-x-y} \, dy \, dx = \int_{0}^{1} e^{-x} \, dx = 1 - e^{-1}.$