题目
设随机变量 X 的概率密度 f(x) 满足 f(-x)= f(x),F(x) 是 X 的分布函数,则对任意的实数 a,下列式子中成立的是()。A. F(-a)= 1 - int_(0)^a f(x), dxB. F(-a)= (1)/(2) - int_(0)^a f(x), dxC. F(-a)= F(a)D. F(-a)= 2F(a)- 1
设随机变量 $X$ 的概率密度 $f(x)$ 满足 $f(-x)= f(x)$,$F(x)$ 是 $X$ 的分布函数,则对任意的实数 $a$,下列式子中成立的是()。
A. $F(-a)= 1 - \int_{0}^{a} f(x)\, dx$
B. $F(-a)= \frac{1}{2} - \int_{0}^{a} f(x)\, dx$
C. $F(-a)= F(a)$
D. $F(-a)= 2F(a)- 1$
题目解答
答案
B. $F(-a)= \frac{1}{2} - \int_{0}^{a} f(x)\, dx$
解析
步骤 1:理解概率密度函数的性质
已知 $f(x)$ 为偶函数,即 $f(-x) = f(x)$。这意味着概率密度函数关于 $y$ 轴对称。
步骤 2:计算分布函数 $F(x)$
分布函数 $F(x)$ 定义为 $F(x) = \int_{-\infty}^x f(t) \, dt$。由于 $f(x)$ 是偶函数,我们可以利用这个性质来简化计算。
步骤 3:计算 $F(-a)$
根据分布函数的定义,$F(-a) = \int_{-\infty}^{-a} f(t) \, dt$。由于 $f(x)$ 是偶函数,我们可以将积分区间从 $-\infty$ 到 $-a$ 变换为从 $a$ 到 $+\infty$,即 $F(-a) = \int_{a}^{+\infty} f(u) \, du$。由于 $f(x)$ 是偶函数,$F(-a)$ 可以表示为 $1 - F(a)$。
步骤 4:计算 $F(a)$
$F(a) = \int_{-\infty}^{a} f(t) \, dt$。由于 $f(x)$ 是偶函数,我们可以将积分区间从 $-\infty$ 到 $a$ 分为两部分,即 $F(a) = \int_{-\infty}^{0} f(t) \, dt + \int_{0}^{a} f(t) \, dt$。由于 $f(x)$ 是偶函数,$\int_{-\infty}^{0} f(t) \, dt = \int_{0}^{+\infty} f(t) \, dt = \frac{1}{2}$,因此 $F(a) = \frac{1}{2} + \int_{0}^{a} f(t) \, dt$。
步骤 5:代入计算 $F(-a)$
将 $F(a)$ 的表达式代入 $F(-a) = 1 - F(a)$,得到 $F(-a) = 1 - \left( \frac{1}{2} + \int_{0}^{a} f(t) \, dt \right) = \frac{1}{2} - \int_{0}^{a} f(t) \, dt$。与选项B一致。
已知 $f(x)$ 为偶函数,即 $f(-x) = f(x)$。这意味着概率密度函数关于 $y$ 轴对称。
步骤 2:计算分布函数 $F(x)$
分布函数 $F(x)$ 定义为 $F(x) = \int_{-\infty}^x f(t) \, dt$。由于 $f(x)$ 是偶函数,我们可以利用这个性质来简化计算。
步骤 3:计算 $F(-a)$
根据分布函数的定义,$F(-a) = \int_{-\infty}^{-a} f(t) \, dt$。由于 $f(x)$ 是偶函数,我们可以将积分区间从 $-\infty$ 到 $-a$ 变换为从 $a$ 到 $+\infty$,即 $F(-a) = \int_{a}^{+\infty} f(u) \, du$。由于 $f(x)$ 是偶函数,$F(-a)$ 可以表示为 $1 - F(a)$。
步骤 4:计算 $F(a)$
$F(a) = \int_{-\infty}^{a} f(t) \, dt$。由于 $f(x)$ 是偶函数,我们可以将积分区间从 $-\infty$ 到 $a$ 分为两部分,即 $F(a) = \int_{-\infty}^{0} f(t) \, dt + \int_{0}^{a} f(t) \, dt$。由于 $f(x)$ 是偶函数,$\int_{-\infty}^{0} f(t) \, dt = \int_{0}^{+\infty} f(t) \, dt = \frac{1}{2}$,因此 $F(a) = \frac{1}{2} + \int_{0}^{a} f(t) \, dt$。
步骤 5:代入计算 $F(-a)$
将 $F(a)$ 的表达式代入 $F(-a) = 1 - F(a)$,得到 $F(-a) = 1 - \left( \frac{1}{2} + \int_{0}^{a} f(t) \, dt \right) = \frac{1}{2} - \int_{0}^{a} f(t) \, dt$。与选项B一致。