题目
设 X 与 Y 是相互独立的随机变量,其分布函数分别为 F_X(x), F_Y(y),则 Z = min(X, Y) 的分布函数为()。A. F_Z(z)= F_X(z)F_Y(z)。B. F_Z(z)= F_Y(y)。C. F_Z(z)= minF_X(x), F_Y(y)。D. F_Z(z)= 1 - [1 - F_X(z)][1 - F_Y(z)]
设 $X$ 与 $Y$ 是相互独立的随机变量,其分布函数分别为 $F_X(x)$, $F_Y(y)$,则 $Z = \min(X, Y)$ 的分布函数为()。
A. $F_Z(z)= F_X(z)F_Y(z)$。
B. $F_Z(z)= F_Y(y)$。
C. $F_Z(z)= \min\{F_X(x), F_Y(y)\}$。
D. $F_Z(z)= 1 - [1 - F_X(z)][1 - F_Y(z)]$
题目解答
答案
D. $F_Z(z)= 1 - [1 - F_X(z)][1 - F_Y(z)]$
解析
考查要点:本题主要考查独立随机变量的最小值分布函数的计算方法,需要理解事件“最小值不超过某个值”的概率与原变量间的关系。
解题核心思路:
- 关键等价关系:$Z = \min(X, Y) \leq z$ 等价于 “$X$ 或 $Y$ 至少有一个不超过 $z$”。
- 补集概率法:通过计算 $P(Z > z)$(即 $X > z$ 且 $Y > z$)的概率,结合独立性简化表达式,最终得到 $F_Z(z)$。
破题关键点:
- 独立性应用:利用 $X$ 与 $Y$ 独立,将联合概率分解为乘积形式。
- 补集转换:将“至少一个发生”转化为“全部不发生”的补集,简化计算。
步骤1:事件等价转换
$Z = \min(X, Y) \leq z$ 等价于 $X \leq z$ 或 $Y \leq z$,因此:
$P(Z \leq z) = P(X \leq z \cup Y \leq z).$
步骤2:补集概率计算
根据概率的补集性质:
$P(Z \leq z) = 1 - P(Z > z) = 1 - P(X > z \ \text{且} \ Y > z).$
步骤3:独立性应用
由于 $X$ 与 $Y$ 独立,联合概率可分解为:
$P(X > z, Y > z) = P(X > z) \cdot P(Y > z).$
步骤4:分布函数表达
利用分布函数定义 $P(X > z) = 1 - F_X(z)$,同理 $P(Y > z) = 1 - F_Y(z)$,代入得:
$F_Z(z) = 1 - [1 - F_X(z)][1 - F_Y(z)].$
选项分析:
- 选项D 正确对应上述推导结果。
- 选项A 是最大值分布函数的形式($P(X \leq z \ \text{且} \ Y \leq z)$),与本题无关。
- 选项C 仅在特殊情况下成立(如完全相关),但题目中 $X$ 与 $Y$ 独立,故不适用。