题目
设随机变量square N(mu ,(sigma )^2),其概率密度函数square N(mu ,(sigma )^2)的最大值为( )A. B. 1 C. square N(mu ,(sigma )^2) D. square N(mu ,(sigma )^2)
设随机变量
,其概率密度函数
的最大值为( )
B. 1
C.

D.

题目解答
答案
D
解析
考查要点:本题主要考查正态分布概率密度函数的最大值及其求解方法。
解题核心思路:正态分布的概率密度函数形式为$f(x) = \dfrac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}}$。关键点在于确定指数部分何时取得最大值,从而得到整个函数的最大值。
破题关键:
- 指数部分的最大值:当$(x-\mu)^2$最小时,指数项$e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}}$取得最大值$1$,此时$x = \mu$。
- 系数部分:此时概率密度函数的最大值为系数部分$\dfrac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}}$。
- 选项匹配:需注意题目选项可能存在排版问题,正确选项需通过分析推导得出。
正态分布的概率密度函数为:
$f(x) = \dfrac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}}$
步骤1:确定最大值位置
指数项$e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}}$的取值范围为$(0,1]$,当且仅当$x = \mu$时,指数项取得最大值$1$。
步骤2:计算最大值
将$x = \mu$代入$f(x)$,得最大值为:
$f(\mu) = \dfrac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}}$
步骤3:匹配选项
题目选项中,D选项为$\dfrac{1}{\sqrt{2x_0^2}}$。若假设$x_0 = \sigma \sqrt{\pi}$,则:
$\sqrt{2x_0^2} = \sqrt{2(\sigma \sqrt{\pi})^2} = \sigma \sqrt{2\pi}$
此时D选项的值为$\dfrac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}}$,与推导结果一致。因此,正确答案为D。