题目
设随机变量X的密度函数是p(x),若______,则必有0< p(x)< 1。 A X sim N(mu, sigma^2) B X sim N(mu, 1) C X sim N(0, sigma^2) D X sim N(0, 1)
设随机变量X的密度函数是p(x),若______,则必有$0< p(x)< 1$。
A $X \sim N(\mu, \sigma^2)$
B $X \sim N(\mu, 1)$
C $X \sim N(0, \sigma^2)$
D $X \sim N(0, 1)$
题目解答
答案
为了确定在给定的选项中,哪个条件可以保证随机变量 $X$ 的密度函数 $p(x)$ 满足 $0 < p(x) < 1$,我们需要分析正态分布的密度函数。正态分布的密度函数形式为:
\[ p(x) = \frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}} \]
其中,$\mu$ 是均值,$\sigma$ 是标准差。对于任何正态分布,密度函数 $p(x)$ 总是正的,即 $p(x) > 0$。然而,要确定 $p(x) < 1$,我们需要检查密度函数的最大值。正态分布的密度函数在 $x = \mu$ 处达到最大值,这个最大值为:
\[ p(\mu) = \frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}} \]
为了使 $p(x) < 1$ 对所有 $x$ 成立,必须有:
\[ \frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}} < 1 \]
解这个不等式,我们得到:
\[ \sigma \sqrt{2\pi} > 1 \]
\[ \sigma > \frac{1}{\sqrt{2\pi}} \]
\[ \sigma > \frac{1}{\sqrt{2 \cdot 3.14159}} \]
\[ \sigma > \frac{1}{2.5066} \]
\[ \sigma > 0.3989 \]
现在,我们来分析给定的选项:
A. $X \sim N(\mu, \sigma^2)$:$\sigma$ 可以是任何正数,因此不能保证 $\sigma > 0.3989$。
B. $X \sim N(\mu, 1)$:$\sigma = 1$,而 $1 > 0.3989$,因此这个条件可以保证 $p(x) < 1$。
C. $X \sim N(0, \sigma^2)$:$\sigma$ 可以是任何正数,因此不能保证 $\sigma > 0.3989$。
D. $X \sim N(0, 1)$:$\sigma = 1$,而 $1 > 0.3989$,因此这个条件可以保证 $p(x) < 1$。
因此,正确的选项是 B 和 D。答案是:
\[
\boxed{B, D}
\]