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统计
题目

设随机变量X的分布函数为F(x)=0.3Φ(x)+0.7Φ(x−12),其中Φ(x)为标准正态分布函数,则EX=()A. 0B. 0.3C. 0.7D. 1

设随机变量X的分布函数为F(x)=0.3Φ(x)+0.7Φ(
x−1
2
),其中Φ(x)为标准正态分布函数,则EX=()
A. 0
B. 0.3
C. 0.7
D. 1

题目解答

答案

∵F(x)=0.3Φ(x)+0.7Φ(
x−1
2
)

∴F′(x)=0.3Φ′(x)+
0.7
2
Φ′(
x−1
2
)

∴EX=
∫
+∞
−∞
xF′(x)dx=
∫
+∞
−∞
x[0.3Φ′(x)+0.35Φ′(
x−1
2
)]dx

=0.3
∫
+∞
−∞
xΦ′(x)dx+0.35
∫
+∞
−∞
xΦ′(
x−1
2
)dx

又∵
∫
+∞
−∞
xΦ′(x)dx=0
,令u=
x−1
2

则有:
∫
+∞
−∞
xΦ′(
x−1
2
)dx=2
∫
+∞
−∞
(2u+1)Φ′(u)du=2

∴EX=0+0.35*2=0.7
故选:C.

解析

步骤 1:求导分布函数
给定随机变量X的分布函数为F(x)=0.3Φ(x)+0.7Φ(x−1/2),其中Φ(x)为标准正态分布函数。首先,我们需要求出F(x)的导数F'(x)。根据导数的线性性质,我们有:
F'(x) = 0.3Φ'(x) + 0.7Φ'(x−1/2)
步骤 2:计算期望值
期望值EX可以通过积分F'(x)乘以x来计算,即:
EX = ∫_{-∞}^{+∞} xF'(x)dx
将F'(x)代入上式,我们得到:
EX = ∫_{-∞}^{+∞} x[0.3Φ'(x) + 0.7Φ'(x−1/2)]dx
步骤 3:分部积分
将积分分成两部分,分别计算:
EX = 0.3∫_{-∞}^{+∞} xΦ'(x)dx + 0.7∫_{-∞}^{+∞} xΦ'(x−1/2)dx
由于Φ(x)是标准正态分布函数,其导数Φ'(x)是标准正态分布的概率密度函数,且其期望值为0,因此:
∫_{-∞}^{+∞} xΦ'(x)dx = 0
对于第二部分,我们进行变量替换u = x - 1/2,得到:
∫_{-∞}^{+∞} xΦ'(x−1/2)dx = ∫_{-∞}^{+∞} (u + 1/2)Φ'(u)du
= ∫_{-∞}^{+∞} uΦ'(u)du + 1/2∫_{-∞}^{+∞} Φ'(u)du
= 0 + 1/2
因此,EX = 0.3 * 0 + 0.7 * 1/2 = 0.35

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