题目
设随机变量 X 的概率密度为 f(x)=}k(1-x^2), & -1< x< 1 0, & (其他),则 k 的值为 A. .A. (3)/(4)B. (1)/(2)C. (2)/(3)D. (2)/(3)
设随机变量 $X$ 的概率密度为 $f(x)=\begin{cases}k(1-x^2), & -1< x< 1 \\ 0, & \text{其他}\end{cases}$,则 $k$ 的值为
- A. .
- A. $\frac{3}{4}$
- B. $\frac{1}{2}$
- C. $\frac{2}{3}$
- D. $\frac{2}{3}$
题目解答
答案
A
解析
考查要点:本题主要考查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。需要根据这一性质求解未知参数$k$的值。
解题核心思路:
- 概率密度函数的归一化条件:$\int_{-\infty}^{+\infty} f(x) \, dx = 1$。
- 根据题目中$f(x)$的分段形式,积分只需计算区间$(-1, 1)$内的部分。
- 通过积分方程求解$k$的值。
破题关键点:
- 正确写出积分表达式并计算定积分,注意被积函数的对称性可简化计算。
根据概率密度函数的归一化条件,有:
$\int_{-\infty}^{+\infty} f(x) \, dx = 1.$
由于$f(x)$在区间$(-1, 1)$外为0,积分简化为:
$\int_{-1}^{1} k(1 - x^2) \, dx = 1.$
步骤1:提取常数$k$
将$k$提出积分号外:
$k \int_{-1}^{1} (1 - x^2) \, dx = 1.$
步骤2:计算定积分
分别计算$\int_{-1}^{1} 1 \, dx$和$\int_{-1}^{1} x^2 \, dx$:
- $\int_{-1}^{1} 1 \, dx = 2$(区间长度为2)。
- $\int_{-1}^{1} x^2 \, dx = \left[ \frac{x^3}{3} \right]_{-1}^{1} = \frac{1}{3} - \left( \frac{-1}{3} \right) = \frac{2}{3}$。
因此:
$\int_{-1}^{1} (1 - x^2) \, dx = 2 - \frac{2}{3} = \frac{4}{3}.$
步骤3:解方程求$k$
代入归一化条件:
$k \cdot \frac{4}{3} = 1 \implies k = \frac{3}{4}.$