题目
若X的概率密度函数为varphi(x)=(1)/(sqrt(pi))e^-x^2+4x-4,则有()。A. Xsim N(0,1)B. Xsim N(2,((1)/(sqrt(2)))^2)C. Xsim N(4,((1)/(2))^2)D. Xsim N(2,1^2)
若X的概率密度函数为$\varphi(x)=\frac{1}{\sqrt{\pi}}e^{-x^2+4x-4}$,则有()。
A. $X\sim N(0,1)$
B. $X\sim N\left(2,\left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2\right)$
C. $X\sim N\left(4,\left(\frac{1}{2}\right)^2\right)$
D. $X\sim N(2,1^2)$
题目解答
答案
B. $X\sim N\left(2,\left(\frac{1}{\sqrt{2}}\right)^2\right)$
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的概率密度函数形式及其参数的识别能力,需要将给定的指数函数整理为标准正态分布的形式,从而确定均值和方差。
解题核心思路:
- 整理指数部分:将题目中的指数项 $-x^2 + 4x -4$ 配方,转化为 $-(x-\mu)^2$ 的形式,确定均值 $\mu$。
- 对比正态分布密度函数:将题目中的系数和指数部分与标准正态分布的密度函数形式对比,求出标准差 $\sigma$。
- 匹配选项:根据计算出的 $\mu$ 和 $\sigma^2$,选择对应的正态分布参数选项。
破题关键点:
- 配方是确定均值 $\mu$ 的关键步骤。
- 系数对比需注意正态分布密度函数的标准化条件,从而求出方差 $\sigma^2$。
步骤1:整理指数部分
题目中的指数项为 $-x^2 + 4x -4$,配方得:
$\begin{aligned}-x^2 + 4x -4 &= -(x^2 - 4x + 4) \\&= -(x-2)^2.\end{aligned}$
因此,概率密度函数可写为:
$\varphi(x) = \frac{1}{\sqrt{\pi}} e^{-(x-2)^2}.$
步骤2:对比正态分布密度函数
标准正态分布的密度函数为:
$\varphi(x) = \frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}} e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}}.$
将题目中的函数与标准形式对比:
- 指数部分对比:
$-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2} = -(x-2)^2 \implies \frac{1}{2\sigma^2} = 1 \implies \sigma^2 = \frac{1}{2}.$ - 系数对比:
$\frac{1}{\sigma \sqrt{2\pi}} = \frac{1}{\sqrt{\pi}} \implies \sigma \sqrt{2\pi} = \sqrt{\pi} \implies \sigma = \frac{1}{\sqrt{2}}.$
步骤3:确定参数
由上述计算得:
- 均值 $\mu = 2$,
- 方差 $\sigma^2 = \left( \frac{1}{\sqrt{2}} \right)^2$。
因此,$X \sim N\left( 2, \left( \frac{1}{\sqrt{2}} \right)^2 \right)$,对应选项 B。