题目
(7)设随机变量 sim N(0,1), 则 (X(e)^2X)= __

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查标准正态分布的矩母函数及其导数的应用,以及利用变量替换法计算期望值。
解题核心思路:
- 矩母函数的导数性质:通过求矩母函数的导数,将问题转化为已知的期望表达式。
- 变量替换法:通过调整指数项的指数部分,将其转化为标准正态分布的积分形式,简化计算。
破题关键点:
- 关键公式:标准正态分布的矩母函数为 $M(t) = E(e^{tX}) = e^{t^2/2}$。
- 导数操作:对矩母函数求导可直接得到 $E(Xe^{tX})$,从而避免直接计算复杂积分。
步骤1:利用矩母函数的导数性质
标准正态分布 $X \sim N(0,1)$ 的矩母函数为:
$M(t) = E(e^{tX}) = e^{t^2/2}$
对 $t$ 求导得:
$M'(t) = \frac{d}{dt} E(e^{tX}) = E\left( \frac{d}{dt} e^{tX} \right) = E(Xe^{tX})$
因此,
$E(Xe^{tX}) = \frac{d}{dt} e^{t^2/2} = te^{t^2/2}$
步骤2:代入 $t=2$
题目中要求 $E(Xe^{2X})$,即令 $t=2$,得:
$E(Xe^{2X}) = 2e^{(2)^2/2} = 2e^{2}$