题目
设二维连续型随机变量(X,Y)的概率密度为 f(x,y)=} c, & -1 leq x leq 1, 0 leq y leq 2 0, & (其他) ,则常数 c= ().A. (1)/(4)B. (1)/(2)C. 2D. 4
设二维连续型随机变量$(X,Y)$的概率密度为 $f(x,y)=\begin{cases} c, & -1 \leq x \leq 1, 0 \leq y \leq 2 \\ 0, & \text{其他} \end{cases}$,则常数 $c=$ ().
A. $\frac{1}{4}$
B. $\frac{1}{2}$
C. $2$
D. $4$
题目解答
答案
A. $\frac{1}{4}$
解析
考查要点:本题主要考查二维连续型随机变量概率密度函数的性质,即概率密度函数在整个定义域上的积分等于1。
解题核心思路:根据概率密度函数的性质,对给定的区域进行二重积分,令积分结果等于1,从而解出常数$c$的值。
破题关键点:
- 确定积分区域:题目中概率密度函数非零的区域为$-1 \leq x \leq 1$和$0 \leq y \leq 2$,这是一个矩形区域。
- 计算区域面积:该矩形区域的面积为$x$的范围长度乘以$y$的范围长度,即$(1 - (-1)) \times (2 - 0) = 4$。
- 建立方程:概率密度函数在该区域内的积分值为$c \times \text{面积}$,令其等于1,解出$c$。
根据概率密度函数的性质,有:
$\iint_{-\infty}^{+\infty} f(x,y) \, dx \, dy = 1$
由于$f(x,y) = c$仅在区域$-1 \leq x \leq 1$且$0 \leq y \leq 2$时非零,因此积分可简化为:
$\int_{-1}^{1} \int_{0}^{2} c \, dy \, dx = 1$
分步计算:
-
对$y$积分:
$\int_{0}^{2} c \, dy = c \cdot (2 - 0) = 2c$ -
对$x$积分:
$\int_{-1}^{1} 2c \, dx = 2c \cdot (1 - (-1)) = 2c \cdot 2 = 4c$ -
令积分等于1:
$4c = 1 \implies c = \frac{1}{4}$
因此,常数$c$的值为$\frac{1}{4}$,对应选项A。