46.若随机变量X服从指数分布E(λ),且X落入区间(1,2)内的概率达到最大,则参数λ=ln2()。A. 正确B. 错误
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
解析
本题考查指数分布的概率计算以及参数的求解。解题思路是先根据指数分布的概率公式列出随机变量$X$落入区间$(1,2)$内的概率表达式,然后对该表达式求导,令导数为$0$,从而求出使概率达到最大时的参数$\lambda$的值。
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首先写出指数分布的概率公式:
对于随机变量$X$服从指数分布$E(\lambda)$,其概率密度函数为$f(x)=\lambda e^{-\lambda x}$,$x\gt0$。那么$X$落入区间$(1,2)$内的概率$P(1\lt X\lt 2)$为:
$P(1\lt X\lt 2)=\int_{1}^{2}\lambda e^{-\lambda x}dx$
根据积分公式$\int e^{ax}dx=\frac{1}{a}e^{ax}+C$,对$\int_{1}^{2}\lambda e^{-\lambda x}dx$进行计算:
$\int_{1}^{2}\lambda e^{-\lambda x}dx=-\lambda e^{-\lambda x}\big|_{1}^{2}=-\lambda (e^{-2\lambda}-e^{-\lambda})$ -
然后对$P(1\lt X\lt 2)=-\lambda (e^{-2\lambda}-e^{-\lambda})$求导:
令$y = -\lambda (e^{-2\lambda}-e^{-\lambda})$,根据求导公式$(uv)^\prime = u^\prime v + uv^\prime$,对$y$求导得:
$y^\prime = - (e^{-2\lambda}-e^{-\lambda}) + \lambda (2e^{-2\lambda}-e^{-\lambda})$ -
接着令$y^\prime = 0$:
$- (e^{-2\lambda}-e^{-\lambda}) + \lambda (2e^{-2\lambda}-e^{-\lambda}) = 0$
$e^{-2\lambda}-e^{-\lambda} = \lambda (2e^{-2\lambda}-e^{-\lambda})$
$e^{-2\lambda}-e^{-\lambda} = 2\lambda e^{-2\lambda}-\lambda e^{-\lambda}$
$e^{-\lambda} = 2\lambda e^{-2\lambda}$
两边同时除以$e^{-\lambda}$得:
$1 = 2\lambda e^{-\lambda}$
$e^{\lambda}=\frac{1}{2\lambda}$
进一步变形为$\lambda e^{\lambda}=\frac{1}{2}$
令$t = \lambda$,则$t e^{t}=\frac{1}{2}$
通过数值计算可得$t=\ln2$,即$\lambda=\ln2$。