34.设随机变量X在区间(0,1)内服从均匀分布.-|||-(1)求 =(e)^x 的概率密度.-|||-(2)求 =-2ln x 的概率密度.

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查概率密度的变量变换方法,涉及均匀分布的随机变量经过函数变换后的概率密度求解。
解题核心思路:
- 确定Y的取值范围:根据X的范围,结合函数关系确定Y的可能取值区间。
- 求分布函数:通过概率定义写出Y的分布函数$F_Y(y)$,转化为关于X的概率表达式。
- 求导得到概率密度:对分布函数求导,并结合反函数的导数绝对值进行调整。
破题关键点:
- 严格单调性:确保函数$g(x)$在定义域内严格单调(可通过导数判断),从而保证反函数存在。
- 绝对值处理:在应用变换公式时,反函数的导数需取绝对值,避免概率密度出现负值。
第(1)题:求$Y=e^X$的概率密度
确定Y的取值范围
当$X \in (0,1)$时,$Y=e^X \in (1, e)$。
求分布函数$F_Y(y)$
$F_Y(y) = P(Y \leq y) = P(e^X \leq y) = P(X \leq \ln y)$
当$0 < y < 1$时,$\ln y < 0$,故$F_Y(y)=0$;
当$1 \leq y \leq e$时,$F_Y(y) = F_X(\ln y) = \ln y$;
当$y > e$时,$F_Y(y)=1$。
求导得到概率密度
对$F_Y(y)$求导:
$f_Y(y) = \begin{cases} \frac{1}{y}, & 1 < y < e, \\0, & \text{其他}.\end{cases}$
第(2)题:求$Y=-2\ln X$的概率密度
确定Y的取值范围
当$X \in (0,1)$时,$\ln X < 0$,故$Y=-2\ln X > 0$,即$Y \in (0, +\infty)$。
求分布函数$F_Y(y)$
$F_Y(y) = P(Y \leq y) = P(-2\ln X \leq y) = P(X \geq e^{-y/2})$
当$y \leq 0$时,$F_Y(y)=0$;
当$y > 0$时,$F_Y(y) = 1 - F_X(e^{-y/2}) = 1 - e^{-y/2}$。
求导得到概率密度
对$F_Y(y)$求导:
$f_Y(y) = \begin{cases} \frac{1}{2}e^{-y/2}, & y > 0, \\0, & \text{其他}.\end{cases}$