题目
设随机变量 X_1 sim N(1,2), X_2 sim N(0,3), X_3 sim N(2,1), 且 X_1, X_2, X_3 相互独立, 则 P0 leq 2X_1 + 3X_2 - X_3 leq 6 = ( ).A. Phi(6)- Phi(0)B. PhiC. Phi(0)D. Phi(1)- Phi(0)
设随机变量 $X_1 \sim N(1,2)$, $X_2 \sim N(0,3)$, $X_3 \sim N(2,1)$, 且 $X_1, X_2, X_3$ 相互独立, 则 $P\{0 \leq 2X_1 + 3X_2 - X_3 \leq 6\} = (\ )$.
A. $\Phi(6)- \Phi(0)$
B. $\Phi$
C. $\Phi(0)$
D. $\Phi(1)- \Phi(0)$
题目解答
答案
D. $\Phi(1)- \Phi(0)$
解析
步骤 1:定义新随机变量 $Y$
设 $Y = 2X_1 + 3X_2 - X_3$,其中 $X_1, X_2, X_3$ 相互独立,且分别服从正态分布 $N(1,2)$, $N(0,3)$, $N(2,1)$。
步骤 2:计算 $Y$ 的均值 $E(Y)$
由于 $X_1, X_2, X_3$ 相互独立,$Y$ 的均值 $E(Y)$ 可以通过线性组合的期望公式计算:
$$E(Y) = 2E(X_1) + 3E(X_2) - E(X_3) = 2 \times 1 + 3 \times 0 - 2 = 0$$
步骤 3:计算 $Y$ 的方差 $D(Y)$
$Y$ 的方差 $D(Y)$ 可以通过线性组合的方差公式计算:
$$D(Y) = 4D(X_1) + 9D(X_2) + D(X_3) = 4 \times 2 + 9 \times 3 + 1 = 36$$
因此,$Y \sim N(0, 36)$。
步骤 4:标准化 $Y$
将 $Y$ 标准化为标准正态分布 $Z$,即 $Z = \frac{Y}{6} \sim N(0, 1)$。
步骤 5:计算概率 $P\{0 \leq Y \leq 6\}$
根据标准化后的 $Z$,计算概率 $P\{0 \leq Y \leq 6\}$:
$$P\{0 \leq Y \leq 6\} = P\{0 \leq Z \leq 1\} = \Phi(1) - \Phi(0)$$
其中 $\Phi$ 是标准正态分布的累积分布函数。
设 $Y = 2X_1 + 3X_2 - X_3$,其中 $X_1, X_2, X_3$ 相互独立,且分别服从正态分布 $N(1,2)$, $N(0,3)$, $N(2,1)$。
步骤 2:计算 $Y$ 的均值 $E(Y)$
由于 $X_1, X_2, X_3$ 相互独立,$Y$ 的均值 $E(Y)$ 可以通过线性组合的期望公式计算:
$$E(Y) = 2E(X_1) + 3E(X_2) - E(X_3) = 2 \times 1 + 3 \times 0 - 2 = 0$$
步骤 3:计算 $Y$ 的方差 $D(Y)$
$Y$ 的方差 $D(Y)$ 可以通过线性组合的方差公式计算:
$$D(Y) = 4D(X_1) + 9D(X_2) + D(X_3) = 4 \times 2 + 9 \times 3 + 1 = 36$$
因此,$Y \sim N(0, 36)$。
步骤 4:标准化 $Y$
将 $Y$ 标准化为标准正态分布 $Z$,即 $Z = \frac{Y}{6} \sim N(0, 1)$。
步骤 5:计算概率 $P\{0 \leq Y \leq 6\}$
根据标准化后的 $Z$,计算概率 $P\{0 \leq Y \leq 6\}$:
$$P\{0 \leq Y \leq 6\} = P\{0 \leq Z \leq 1\} = \Phi(1) - \Phi(0)$$
其中 $\Phi$ 是标准正态分布的累积分布函数。