题目
4.(10.0分)随机变量X的概率密度为f(x)=(1)/(sqrt(pi))e^-x^(2)则E(2X^2+1)=_.
4.(10.0分)
随机变量X的概率密度为
$f(x)=\frac{1}{\sqrt{\pi}}e^{-x^{2}}$
则$E(2X^{2}+1)=\_\.$
题目解答
答案
由题意,随机变量 $X$ 的概率密度函数为 $f(x) = \frac{1}{\sqrt{\pi}} e^{-x^2}$。
计算 $E(2X^2 + 1)$:
$E(2X^2 + 1) = 2E(X^2) + 1$
其中,
$E(X^2) = \int_{-\infty}^{+\infty} x^2 f(x) \, dx = \frac{1}{\sqrt{\pi}} \int_{-\infty}^{+\infty} x^2 e^{-x^2} \, dx$
利用偶函数性质,
$\int_{-\infty}^{+\infty} x^2 e^{-x^2} \, dx = 2 \int_{0}^{+\infty} x^2 e^{-x^2} \, dx$
分部积分得,
$\int_{0}^{+\infty} x^2 e^{-x^2} \, dx = \frac{\sqrt{\pi}}{4}$
故,
$E(X^2) = \frac{1}{\sqrt{\pi}} \cdot \frac{\sqrt{\pi}}{2} = \frac{1}{2}$
因此,
$E(2X^2 + 1) = 2 \times \frac{1}{2} + 1 = 2$
答案: $\boxed{2}$