设顾客在某银行窗口等待服务的时间X(min)的概率密度为_(x)(x)= {e)^-dfrac (x{2)},xgt 0 0, .(1)求X的分布函数;(4分)(2)求y的分布律。(3分)
设顾客在某银行窗口等待服务的时间X(min)的概率密度为
,用变量Y表示顾客对银行服务质量的评价值,若顾客等待时间不超过5(min),则评价值为Y=1;否则,评价值为Y=-1,即
(1)求X的分布函数;(4分)
(2)求y的分布律。(3分)
题目解答
答案
解:
解析
考查要点:本题主要考查概率密度函数与分布函数的关系,以及如何根据随机变量的定义求解分布律。
解题思路:
- 分布函数求解:根据概率密度函数的分段特性,分情况积分得到分布函数。注意积分区间的选择和分段点的处理。
- 分布律求解:通过已知的随机变量定义,结合分布函数计算对应事件的概率,进而得到Y的可能取值及其概率。
关键点:
- 分布函数定义:$F(x) = \int_{-\infty}^x f(t) \, dt$,需分段讨论积分区间。
- 指数分布特性:当$x > 0$时,密度函数为$\frac{1}{2}e^{-x/2}$,积分结果为$1 - e^{-x/2}$。
- 事件概率转换:$Y$的取值由$X$是否超过5决定,需计算$P(X \leq 5)$和$P(X > 5)$。
第(1)题
分布函数求解步骤:
-
当$x \leq 0$时:
此时$f_x(x) = 0$,积分结果为:
$F(x) = \int_{-\infty}^x 0 \, dt = 0$ -
当$x > 0$时:
积分从$-\infty$到$x$,但$f_x(t)$在$t \leq 0$时为0,因此:
$F(x) = \int_{-\infty}^0 0 \, dt + \int_0^x \frac{1}{2}e^{-t/2} \, dt$
计算第二项积分:
$\int_0^x \frac{1}{2}e^{-t/2} \, dt = \left[ -e^{-t/2} \right]_0^x = 1 - e^{-x/2}$
结论:
分布函数为分段函数:
$F(x) =
\begin{cases}0, & x \leq 0 \\1 - e^{-x/2}, & x > 0\end{cases}$
第(2)题
分布律求解步骤:
-
计算$P(Y=1)$:
当$Y=1$时,对应$X \leq 5$,概率为:
$P(Y=1) = P(X \leq 5) = F(5) = 1 - e^{-5/2}$ -
计算$P(Y=-1)$:
当$Y=-1$时,对应$X > 5$,概率为:
$P(Y=-1) = P(X > 5) = 1 - P(X \leq 5) = e^{-5/2}$
结论:
Y的分布律为:
$P(Y=k) =
\begin{cases}1 - e^{-5/2}, & k=1 \\e^{-5/2}, & k=-1\end{cases}$