题目
6.下列函数中,可以作为随机变量分布函数的是().A. F(x)=(1)/(1+x^2)B. F(x)=(3)/(4)+(1)/(2pi)arctan xC. F(x)=}0,xleq0x)/(1+x),x>0D. F(x)=(2)/(pi)arctan x+1
6.下列函数中,可以作为随机变量分布函数的是().
A. $F(x)=\frac{1}{1+x^{2}}$
B. $F(x)=\frac{3}{4}+\frac{1}{2\pi}\arctan x$
C. $F(x)=\begin{cases}0,x\leq0\\\frac{x}{1+x},x>0\end{cases}$
D. $F(x)=\frac{2}{\pi}\arctan x+1$
题目解答
答案
C. $F(x)=\begin{cases}0,x\leq0\\\frac{x}{1+x},x>0\end{cases}$
解析
本题考查随机变量分布函数函数的性质,解题思路是根据分布函数的性质逐一判断各选项是否满足。分布函数需满足以下性质:
- $F(-\infty)=0$;
- $F(+\infty)=1$;
- $F(x)$是单调不减函数;
- $0\leq F(x)\leq 1$。
下面对各选项进行分析:
- 选项A:
计算$F(+\infty)=\lim\limits_{x \to +\infty}\frac{1}{1 + x^{2}} = 0\neq 1$,不满足分布函数$F(+\infty)=1$的性质,所以选项A错误。 - 选项B:
计算$F(+\infty)=\lim\limits_{x \to +\infty}(\frac{3}{4}+\frac{1}{2\pi}\arctan x)=\frac{3}{4}+\frac{1}{2\pi}\times\frac{\pi}{2}=\frac{3}{4}+\frac{1}{4}=1$,$F(-\infty)=\lim\limits_{x \to -\infty}(\frac{3}{4}+\frac{1}{2\pi}\arctan x)=\frac{3}{4}-\frac{1}{4}=\frac{1}{2}\neq 0$,不满足分布函数$F(-\infty)=0$的性质,所以选项B错误。 - 选项C:
- 计算$F(-\infty)=\lim\limits_{x \to -\infty 0 = 0$,$F(+\infty)=\lim\limits_{x \to +\infty}\frac{x}{1 + x}=\lim\limits_{x \to +\infty}\frac{1}{1+\frac{1}{x}} = 1$,满足分布函数$F(-\infty)=0$和$F(+\infty)=1$的性质。
- 对$F(x)$求导,当$x > 0$时,$F^\prime(x)=(\frac{x}{1 + x})^\prime=\frac{(1 + x) - x}{(1 + x)^2}=\frac{1}{(1 + x)^2}> 0$,说明$F(x)$在$x > 0$时单调递增,且当$x\leq 0$时,$F(x)=0$,所以$F(x)$是单调不减函数。
- 当$x\leq 0$时,$F(x)=0$;当$x > 0$时,$x)=\frac{x}{1 + x}=\frac{1}{1+\frac{1}{x}}$,因为$x > 0$,所以$0 < F(x)< 1$,满足$0\leq F(x)\leq 1$的性质。所以选项C正确。
- 选项D:
计算$F(+\infty)=\lim\limits_{x \to +\infty}(\frac{2\pi\arctan x + 1)=\frac{2}{\pi}\times\frac{\pi}{2}+1 = 2\neq 1$,不满足分布函数$F(+\infty)=1$的性质,所以选项D错误。