题目
40、判断 设连续型随机变量X_(1),…,X_(n)相互独立且服从统一分布,其分布函数为F(x),密度函数为f(x),若记N=min(X_(1),…,X_(n)),则f_(N)(z)=n[1-F(z)]^n-1f(z)A. ×B. √
40、判断 设连续型随机变量$X_{1}$,…,$X_{n}$相互独立且服从统一分布,其分布函数为F(x),密度函数为f(x),若记N=min($X_{1}$,…,$X_{n}$),则$f_{N}(z)=n[1-F(z)]^{n-1}f(z)$
A. ×
B. √
题目解答
答案
B. √
解析
本题考查连续型随机变量函数的概率密度函数的求解,解题思路是先求出随机变量$N = \min(X_1, \cdots, X_n)$的分布函数$F_N(z)$,再对其求导得到概率密度函数$f_N(z)$。
- 求$N$的分布函数$F_N(z)$:
分布函数的定义为$F_N(z)=P(N\leq z)$,已知$N = \min(X_1, \cdots, X_n)$,那么$P(N\leq z)=1 - P(N > z)$。
因为$N = \min(X_1, \cdots, X_n)$,所以$N > z$等价于$X_1 > z, X_2 > z, \cdots, X_n > z$。
又因为$X_1, \cdots, X_n$相互独立,根据独立事件的概率性质:若事件$A_1,A_2,\cdots,A_n$相互独立,则$P(A_1\cap A_2\cap\cdots\cap A_n)=P(A_1)P(A_2)\cdots P(A_n)$,可得$P(N > z)=P(X_1 > z, X_2 > z, \cdots, X_n > z)=P(X_1 > z)P(X_2 > z)\cdots P(X_n > z)$。
已知$X_i$的分布函数为$F(x)$,则$P(X_i > z)=1 - P(X_i\leq z)=1 - F(z)$,$i = 1,2,\cdots,n$。
所以$P(N > z)=(1 - F(z))^n$,那么$F_N(z)=1 - P(N > z)=1 - (1 - F(z))^n$。 - 求$N$的概率密度函数$f_N(z)$:
对于连续型随机变量,概率密度函数是分布函数的导数,即$f_N(z)=\frac{dF_N(z)}{dz}$。
对$F_N(z)=1 - (1 - F(z))^n$求导,根据求导公式$(u^n)^\prime=nu^{n - 1}u^\prime$,令$u = 1 - F(z)$,则$F_N^\prime(z)=-n(1 - F(z))^{n - 1}\times(-f(z))$。
所以$f_N(z)=n[1 - F(z)]^{n - 1}f(z)$。