题目
两台同样的自动记录仪,无障碍工作的时间分别为且均服从参数的指数分布,首先启动其中一台,当它发生故障停用时另一台自动开启,求两台记录仪无故障工作的总时间的概率密度函数,和. ( 提示 )
两台同样的自动记录仪,无障碍工作的时间分别为 且均服从参数
且均服从参数 的指数分布,首先启动其中一台,当它发生故障停用时另一台自动开启,求两台记录仪无故障工作的总时间
的指数分布,首先启动其中一台,当它发生故障停用时另一台自动开启,求两台记录仪无故障工作的总时间 的概率密度函数
的概率密度函数 ,
, 和
和 . ( 提示
. ( 提示 )
 )
题目解答
答案
由题意知 相互独立,所以由卷积公式得
相互独立,所以由卷积公式得



解析
步骤 1:确定X1和X2的分布
X1和X2均服从参数为$\lambda = \frac{1}{3}$的指数分布,其概率密度函数为$f(x) = \frac{1}{3}e^{-\frac{x}{3}}$,$x \geq 0$。
步骤 2:求X1和X2的和X的概率密度函数
由于X1和X2相互独立,X = X1 + X2的概率密度函数可以通过卷积公式求得:
$f(t) = \int_{-\infty}^{+\infty} f_1(x) f_2(t-x) dx$
由于X1和X2的定义域为$x \geq 0$,所以积分范围为$0 \leq x \leq t$:
$f(t) = \int_{0}^{t} \frac{1}{3}e^{-\frac{x}{3}} \cdot \frac{1}{3}e^{-\frac{t-x}{3}} dx$
$= \frac{1}{9} \int_{0}^{t} e^{-\frac{x}{3}} e^{-\frac{t-x}{3}} dx$
$= \frac{1}{9} \int_{0}^{t} e^{-\frac{t}{3}} dx$
$= \frac{1}{9} e^{-\frac{t}{3}} \int_{0}^{t} dx$
$= \frac{1}{9} e^{-\frac{t}{3}} \cdot t$
$= \frac{t}{9} e^{-\frac{t}{3}}$,$t \geq 0$。
步骤 3:求X的期望和方差
由于X1和X2均服从参数为$\lambda = \frac{1}{3}$的指数分布,其期望和方差分别为$E(X_i) = \frac{1}{\lambda} = 3$和$D(X_i) = \frac{1}{\lambda^2} = 9$,$i = 1, 2$。
所以,X的期望和方差分别为:
$E(X) = E(X_1) + E(X_2) = 3 + 3 = 6$
$D(X) = D(X_1) + D(X_2) = 9 + 9 = 18$。
X1和X2均服从参数为$\lambda = \frac{1}{3}$的指数分布,其概率密度函数为$f(x) = \frac{1}{3}e^{-\frac{x}{3}}$,$x \geq 0$。
步骤 2:求X1和X2的和X的概率密度函数
由于X1和X2相互独立,X = X1 + X2的概率密度函数可以通过卷积公式求得:
$f(t) = \int_{-\infty}^{+\infty} f_1(x) f_2(t-x) dx$
由于X1和X2的定义域为$x \geq 0$,所以积分范围为$0 \leq x \leq t$:
$f(t) = \int_{0}^{t} \frac{1}{3}e^{-\frac{x}{3}} \cdot \frac{1}{3}e^{-\frac{t-x}{3}} dx$
$= \frac{1}{9} \int_{0}^{t} e^{-\frac{x}{3}} e^{-\frac{t-x}{3}} dx$
$= \frac{1}{9} \int_{0}^{t} e^{-\frac{t}{3}} dx$
$= \frac{1}{9} e^{-\frac{t}{3}} \int_{0}^{t} dx$
$= \frac{1}{9} e^{-\frac{t}{3}} \cdot t$
$= \frac{t}{9} e^{-\frac{t}{3}}$,$t \geq 0$。
步骤 3:求X的期望和方差
由于X1和X2均服从参数为$\lambda = \frac{1}{3}$的指数分布,其期望和方差分别为$E(X_i) = \frac{1}{\lambda} = 3$和$D(X_i) = \frac{1}{\lambda^2} = 9$,$i = 1, 2$。
所以,X的期望和方差分别为:
$E(X) = E(X_1) + E(X_2) = 3 + 3 = 6$
$D(X) = D(X_1) + D(X_2) = 9 + 9 = 18$。