设X1X2为来自服从参数λ的指数分布的总体的简单随机样本。-|||-记Z=min(X1,X2)21/,对任意给定 in (0,1) ,计算 zleqslant c

题目解答
答案
0。 \\&求max\{X_1,X_2\}的分布函数 \\&设W = max\{X_1,X_2\},则W的分布函数F_W(w)=F^2(w)=(1 - e^{-\lambda w})^2,w > 0。 \\&求P\{Z\leq c\}的表达式 \\&P\{Z\leq c\}=P\{\frac{min\{X_1,X_2\}}{max\{X_1,X_2\}}\leq c\}=P\{min\{X_1,X_2\}\leq c\cdot max\{X_1,X_2\}\} \\&=\int_{0}^{\infty}\int_{0}^{cw}f_{X_1}(x_1)f_{X_2}(x_2)dx_2dx_1+\int_{0}^{\infty}\int_{0}^{x_1/c}f_{X_1}(x_1)f_{X_2}(x_2)dx_2dx_1 \\&因为X_1,X_2独立且f(x)=\lambda e^{-\lambda x},所以 \\&=\int_{0}^{\infty}\lambda e^{-\lambda x_1}\left(\int_{0}^{cw}\lambda e^{-\lambda x_2}dx_2\right)dx_1+\int_{0}^{\infty}\lambda e^{-\lambda x_1}\left(\int_{0}^{x_1/c}\lambda e^{-\lambda x_2}dx_2\right)dx_1 \\&=\int_{0}^{\infty}\lambda e^{-\lambda x_1}(1 - e^{-\lambda cw})dx_1+\int_{0}^{\infty}\lambda e^{-\lambda x_1}(1 - e^{-\lambda x_1/c})dx_1 \\&=1 - \frac{1}{1 + c}+\frac{c}{1 + c} \\&故P\{Z\leq c\}=1 - \frac{1}{1 + c}+\frac{c}{1 + c}。 \end{aligned}" data-width="693" data-height="555" data-size="93412" data-format="png" style="">
解析
设$Y=min\{ {X}_{1},{X}_{2}\} $,$W=max\{ {X}_{1},{X}_{2}\} $,其中$X_1$和$X_2$是来自参数为$\lambda$的指数分布的简单随机样本。
步骤 2:求Y的分布函数
因为$X_1$和$X_2$独立且服从参数为$\lambda$的指数分布,所以$Y$的分布函数为:
${F}_{Y}(y)=1-{(1-F(x))}^{2}=1-{(1-{(1-{e}^{-\lambda y})}^{2}=1-{e}^{-2\lambda y}$,$y\gt 0$。
步骤 3:求W的分布函数
$W$的分布函数为:
${F}_{W}(w)={F}^{2}(w)={(1-{e}^{-\lambda w})}^{2}$,$\omega \gt 0$。
步骤 4:计算$P\{ z\leqslant c\} $
$P\{Z\leq c\}=P\{\frac{min\{X_1,X_2\}}{max\{X_1,X_2\}}\leq c\}=P\{min\{X_1,X_2\}\leq c\cdot max\{X_1,X_2\}\}$
$=\int_{0}^{\infty}\int_{0}^{cw}f_{X_1}(x_1)f_{X_2}(x_2)dx_2dx_1+\int_{0}^{\infty}\int_{0}^{x_1/c}f_{X_1}(x_1)f_{X_2}(x_2)dx_2dx_1$
因为$X_1$和$X_2$独立且$f(x)=\lambda e^{-\lambda x}$,所以
$=\int_{0}^{\infty}\lambda e^{-\lambda x_1}\left(\int_{0}^{cw}\lambda e^{-\lambda x_2}dx_2\right)dx_1+\int_{0}^{\infty}\lambda e^{-\lambda x_1}\left(\int_{0}^{x_1/c}\lambda e^{-\lambda x_2}dx_2\right)dx_1$
$=\int_{0}^{\infty}\lambda e^{-\lambda x_1}(1 - e^{-\lambda cw})dx_1+\int_{0}^{\infty}\lambda e^{-\lambda x_1}(1 - e^{-\lambda x_1/c})dx_1$
$=1 - \frac{1}{1 + c}+\frac{c}{1 + c}$