设随机变量 X 的概率密度为 varphi_X(x), Y = -2X + 3, 则 Y 的概率密度为 ()A. -(1)/(2)varphi_X(-(y-3)/(2))B. (1)/(2)varphi_X(-(y-3)/(2))C. -(1)/(2)varphi_X(-(y+3)/(2))D. (1)/(2)varphi_X(-(y+3)/(2))
A. $-\frac{1}{2}\varphi_X(-\frac{y-3}{2})$
B. $\frac{1}{2}\varphi_X(-\frac{y-3}{2})$
C. $-\frac{1}{2}\varphi_X(-\frac{y+3}{2})$
D. $\frac{1}{2}\varphi_X(-\frac{y+3}{2})$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查随机变量函数的概率密度求解方法,即通过变量变换公式推导新随机变量的概率密度函数。
解题核心思路:
- 确定变量变换关系:将Y表示为X的函数,进而解出X关于Y的表达式。
- 应用变量变换公式:概率密度函数的变换公式为 $\varphi_Y(y) = \varphi_X(g^{-1}(y)) \cdot \left| \frac{d}{dy} g^{-1}(y) \right|$,其中 $g^{-1}(y)$ 是X关于Y的表达式。
- 代入并化简:将具体表达式代入公式,注意绝对值符号对导数符号的处理。
破题关键点:
- 正确解出X关于Y的表达式,并计算其导数。
- 注意绝对值符号的作用,确保最终结果的系数为正。
步骤1:建立变量关系
已知 $Y = -2X + 3$,解出X关于Y的表达式:
$X = \frac{3 - Y}{2}$
步骤2:计算导数
对 $g^{-1}(y) = \frac{3 - y}{2}$ 求导:
$\frac{d}{dy} \left( \frac{3 - y}{2} \right) = -\frac{1}{2}$
取绝对值得到系数:
$\left| -\frac{1}{2} \right| = \frac{1}{2}$
步骤3:代入变量变换公式
根据公式 $\varphi_Y(y) = \varphi_X(g^{-1}(y)) \cdot \left| \frac{d}{dy} g^{-1}(y) \right|$,代入得:
$\varphi_Y(y) = \varphi_X\left( \frac{3 - y}{2} \right) \cdot \frac{1}{2}$
步骤4:化简表达式
将 $\frac{3 - y}{2}$ 改写为 $-\frac{y - 3}{2}$,则:
$\varphi_Y(y) = \frac{1}{2} \varphi_X\left( -\frac{y - 3}{2} \right)$
选项匹配:
对应选项 B,即 $\frac{1}{2}\varphi_X\left(-\frac{y-3}{2}\right)$。