4.设X,Y是相互独立的两个随机变量,分布函数分别为F_(x)(x),F_(y)(y),则Z=minX,Y的分布函数可以表示为().A. F_(z)(z)=F_(x)(z)F_(y)(z)B. F_(z)(z)=(1-F_(x)(z))(1-F_(y)(z))C. F_(z)(z)=1-F_(x)(z)F_(y)(z)D. F_(z)(z)=1-(1-F_(x)(z))(1-F_(y)(z))
A. $F_{z}(z)=F_{x}(z)F_{y}(z)$
B. $F_{z}(z)=(1-F_{x}(z))(1-F_{y}(z))$
C. $F_{z}(z)=1-F_{x}(z)F_{y}(z)$
D. $F_{z}(z)=1-(1-F_{x}(z))(1-F_{y}(z))$
题目解答
答案
解析
本题考查两个相互独立随机变量的最小值的分布函数的求解,解题思路是先根据分布函数的定义写出$Z = \min\{X, Y\}$的分布函数表达式,再利用$X$与$Y$相互独立的性质进行化简。
步骤一:根据分布函数的定义写出$Z$的分布函数表达式
分布函数的定义为$F_Z(z)=P(Z\leq z)$,已知$Z = \min\{X, Y\}$,则$F_Z(z)=P(\min\{X, Y\}\leq z)$。
步骤二:对$P(\min\{X, Y\}\leq z)$进行转化
$P(\min\{X, Y\}\leq z)$的对立事件是$P(\min\{X, Y\}> z)$,根据概率的基本性质$P(A)=1 - P(\overline{A})$,可得$P(\min\{X, Y\}\leq z)=1 - P(\min\{X, Y\}> z)$。
步骤三:分析$P(\min\{X, Y\}> z)$
$\min\{X, Y\}> z$等价于$X > z$且$Y > z$,即$P(\min\{X, Y\}> z)=P(X > z, Y > z)$。
步骤四:利用$X$与$Y$相互独立的性质化简$P(X > z, Y > z)$
因为$X$与$Y$相互独立,根据相互独立事件的概率乘法公式$P(AB)=P(A)P(B)$,可得$P(X > z, Y > z)=P(X > z)P(Y > z)$。
又因为$P(X > z)=1 - P(X\leq z)=1 - F_X(z)$,$P(Y > z)=1 - P(Y\leq z)=1 - F_Y(z)$,所以$P(X > z)P(Y > z)=(1 - F_X(z))(1 - F_Y(z))$。
步骤五:得出$F_Z(z)$的表达式
将$P(\min\{X, Y\}> z)=(1 - F_X(z))(1 - F_Y(z))$代入$P(\min\{X, Y\}\leq z)=1 - P(\min\{X, Y\}> z)$,可得$F_Z(z)=1 - (1 - F_X(z))(1 - F_Y(z))$。