题目
9.设连续型随机变量X的概率密度为f(x)=}Ae^-x,x>00,xleq0,则A=().A. 3B. 0.3C. 1D. 0.1
9.设连续型随机变量X的概率密度为$f(x)=\begin{cases}Ae^{-x},x>0\\0,x\leq0\end{cases}$,则A=().
A. 3
B. 0.3
C. 1
D. 0.1
题目解答
答案
C. 1
解析
本题考查连续型随机变量概率密度函数的性质,解题思路是利用概率密度函数在整个定义域上的积分值为$1$这一性质来求解参数$A$。
已知连续型随机变量$X$的概率密度为$f(x)=\begin{cases}Ae^{-x},x\gt0\\0,x\leq0\end{cases}$,根据连续型随机变量概率密度函数的性质$\int_{-\infty}^{+\infty}f(x)dx = 1$,对$f(x)$进行积分:
- 步骤一:根据$f(x)$的分段情况拆分积分区间
因为$f(x)$在$x\leq0$时为$0$,在$x\gt0$时为$Ae^{-x}$,所以$\int_{-\infty}^{+\infty}f(x)dx=\int_{-\infty}^{0}f(x)dx+\int_{0}^{+\infty}f(x)dx$。
由于$\int_{-\infty}^{0}f(x)dx=\int_{-\infty}^{0}0dx = 0$,则$\int_{-\infty}^{+\infty}f(x)dx=\int_{0}^{+\infty}Ae^{-x}dx$。 - 步骤二:计算$\int_{0}^{+\infty}Ae^{-x}dx$
根据积分运算法则$\int_{a}^{b}kf(x)dx=k\int_{a}^{b}f(x)dx$($k$为常数),可得$\int_{0}^{+\infty}Ae^{-x}dx=A\int_{0}^{+\infty}e^{-x}dx$。
对$\int_{0}^{+\infty}e^{-x}dx$进行计算,令$u = -x$,则$du = -dx$,当$x = 0$时,$u = 0$;当$x\to +\infty$时,$u\to -\infty$。
那么$\int_{0}^{+\infty}e^{-x}dx=-\int_{0}^{-\infty}e^{u}du=\int_{-\infty}^{0}e^{u}du$。
根据指数函数的积分公式$\int e^{u}du = e^{u} + C$,可得$\int_{-\infty}^{0}e^{u}du = e^{u}\big|_{-\infty}^{0}=e^{0}-e^{-\infty}=1 - 0 = 1$。
所以$A\int_{0}^{+\infty}e^{-x}dx = A\times1 = A$。 - 步骤三:求解$A$的值
因为$\int_{-\infty}^{+\infty}f(x)dx = 1$,即$A = 1$。