题目
设随机变量 X 的概率密度为 f(x)= ce^-|x|,则 c=()。A. -(1)/(2)B. 0C. (1)/(2)D. 1
设随机变量 X 的概率密度为 $f(x)= ce^{-|x|}$,则 c=()。
A. $-\frac{1}{2}$
B. $0$
C. $\frac{1}{2}$
D. $1$
题目解答
答案
C. $\frac{1}{2}$
解析
本题考查概率密度函数的性质,解题思路是利用概率密度函数的归一性来确定常数 $c$ 的值。概率密度函数的归一性是指对于随机变量 $X$ 的概率密度函数 $f(x)$,有 $\int_{-\infty}^{+\infty} f(x)dx = 1$。
下面我们来详细计算:
已知随机变量 $X$ 的概率密度为 $f(x)= ce^{-|x|}$,根据绝对值的性质,将积分区间 $(-\infty, +\infty)$ 分为 $(-\infty, 0)$ 和 $[0, +\infty)$ 两部分,即:
$\int_{-\infty}^{+\infty} ce^{-|x|}dx = \int_{-\infty}^{0} ce^{-(-x)}dx + \int_{0}^{+\infty} ce^{-x}dx$
$=\int_{-\infty}^{0} ce^{x}dx + \int_{0}^{+\infty} ce^{-x}dx$
分别计算这两个积分:
- 计算 $\int_{-\infty}^{0} ce^{x}dx$:
根据积分公式 $\int e^{x}dx = e^{x} + C$,可得:
$\int_{-\infty}^{0} ce^{x}dx = c\lim\limits_{a \to -\infty} \int_{a}^{0} e^{x}dx = c\lim\limits_{a \to -\infty} (e^{0} - e^{a}) = c(1 - 0) = c$ - 计算 $\int_{0}^{+\infty} ce^{-x}dx$:
令 $t = -x$,则 $dt = -dx$。当 $x = 0$ 时,$t = 0$;当 $x \to +\infty$ 时,$t \to -\infty$。
所以 $\int_{0}^{+\infty} ce^{-x}dx = -c\int_{0}^{-\infty} e^{t}dt = c\int_{-\infty}^{0} e^{t}dt = c\lim\limits_{b \to -\infty} \int_{b}^{0} e^{t}dt = c\lim\limits_{b \to -\infty} (e^{0} - e^{b}) = c(1 - 0) = c$
将上述两个积分结果相加,可得:
$\int_{-\infty}^{+\infty} ce^{-|x|}dx = c + c = 2c$
因为 $\int_{-\infty}^{+\infty} f(x)dx = 1$,所以 $2c = 1$,解得 $c = \frac{1}{2}$。