题目
设在区间[a,b]上,X的密度函数f(x)=sin x,而在[a,b]之外,f(x)=0,则区间[a,b]等于:A. [0,pi]B. [-(pi)/(2),0]C. [0,(pi)/(2)]D. [0,(3pi)/(2)]
设在区间$[a,b]$上,$X$的密度函数$f(x)=\sin x$,而在$[a,b]$之外,$f(x)=0$,则区间$[a,b]$等于:
A. $[0,\pi]$
B. $[-\frac{\pi}{2},0]$
C. $[0,\frac{\pi}{2}]$
D. $[0,\frac{3\pi}{2}]$
题目解答
答案
C. $[0,\frac{\pi}{2}]$
解析
本题考察概率密度函数的性质:概率密度函数在整个整个定义域上的积分积分等于1,即$\int_{-\infty}^{+\infty}f(x)dx=1$。由于题目中$f(x)$仅在区间$[a,b]$上非零,其余区间为0,因此只需满足$\int_{a}^{b}\sin xdx=1$即可。
步骤1:计算积分$\int\sin xdx$
根据积分公式,$\int\sin xdx=-\cos x+C$,因此:
$\int_{a}^{b}\sin xdx=-\cos x\big|_{a}^{b}=-\cos\(\cosb+\cos a=\cos a-\cos b$
步骤2:验证各选项是否满足$\cos a-\cos b=1$
- 选项A:$[0,\pi]$
$\cos0-\cos\pi=1-(-1)=2\neq1$,不满足。 - 选项B:$[-\frac{\pi}{2},0]$
$\cos(-\frac{\pi}{2})-\cos0=0-1=-1\neq1$,不满足。 - 选项C:$[0,\frac{\pi}{2}]$
$\cos0-\cos\frac{\pi2}=1-0=1$,满足条件。 - 选项D:$[0,\frac{3\pi}{2}]$
$\cos0-\cos\frac{3\pi2}=1-0=1$?不,$\cos\frac{3\pi2}=0$,但$\sin x$在$[\frac{\pi2},\frac{3\pi2}]$区间为负,积分$\int_{0}^{\frac{3\pi2}}\sin xdx=-\cos\frac{3\pi2}+\cos0=1-0=1$?不,$\sin x$在$[\frac{\pi}{2},\frac{3\pi}{2}]$为负,密度函数不能为负,因此该区间不成立。