设随机变量X的概率密度为φ(x),且 varphi (-x)=varphi (x). F(x)-|||-为X的分布函数,则对任意实数a,有-|||-(A) (-a)=1-(int )_(0)^avarphi (x)dx. (B) (-a)=dfrac (1)(2)-(int )_(0)^avarphi (x)dx-|||-(C) F(-a)=F(a) (D) F(-a)=2F(a)-1A、AB、BC、CD、D

- A、A
- B、B
- C、C
- D、D
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查对称概率密度函数的分布函数性质,以及积分变换的应用。
解题核心思路:
- 对称性分析:概率密度函数$\varphi(x)$为偶函数,即$\varphi(-x) = \varphi(x)$,说明随机变量$X$关于$0$对称。
- 分布函数拆分:利用对称性,将分布函数$F(a)$拆分为对称区间上的积分之和。
- 积分变换:通过变量代换,将$F(-a)$的积分转化为与$F(a)$相关的形式,结合对称性推导结果。
破题关键点:
- 对称性导致$\int_{-\infty}^0 \varphi(x)dx = \frac{1}{2}$,这是拆分分布函数的基础。
- 利用$F(-a) = 1 - F(a)$的关系,结合拆分后的表达式,最终得到选项B。
步骤1:拆分分布函数$F(a)$
由于$\varphi(x)$是偶函数,积分区间$(-\infty, a]$可拆分为$(-\infty, 0]$和$(0, a]$:
$F(a) = \int_{-\infty}^a \varphi(x)dx = \int_{-\infty}^0 \varphi(x)dx + \int_0^a \varphi(x)dx.$
对称性可知$\int_{-\infty}^0 \varphi(x)dx = \frac{1}{2}$,因此:
$F(a) = \frac{1}{2} + \int_0^a \varphi(x)dx.$
步骤2:计算$F(-a)$
同理,$F(-a)$可拆分为:
$F(-a) = \int_{-\infty}^{-a} \varphi(x)dx.$
变量代换:令$x = -t$,则积分变为:
$F(-a) = \int_{+\infty}^a \varphi(-t)(-dt) = \int_a^{+\infty} \varphi(t)dt.$
根据概率密度函数的归一性,$\int_a^{+\infty} \varphi(t)dt = 1 - \int_{-\infty}^a \varphi(t)dt = 1 - F(a)$,因此:
$F(-a) = 1 - F(a).$
步骤3:联立求解
将步骤1中$F(a) = \frac{1}{2} + \int_0^a \varphi(x)dx$代入步骤2的结果:
$F(-a) = 1 - \left( \frac{1}{2} + \int_0^a \varphi(x)dx \right) = \frac{1}{2} - \int_0^a \varphi(x)dx.$
因此,选项B正确。