1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теория вероятностей
  4. Случайная величина задана дифференциальной функцией рас...
Разбор задачи

Случайная величина задана дифференциальной функцией распределения Найти интегральную функцию, математическое ожидание и дисперсию .

  • Предмет: Теория вероятностей
  • Автор: Кэмп
  • #Теория случайных величин
  • #Математическая статистика
Случайная величина задана дифференциальной функцией распределения Найти интегральную функцию, математическое ожидание и дисперсию .

Условие:

Случайная величина XX задана дифференциальной функцией распределения $ f(x)=\left{

0 при x(3;5)150(34x2+6x454) при x(3;5)\begin{array}{ll} 0 & \text { при } x \notin(3 ; 5) \\ \frac{1}{50}\left(\frac{3}{4} x^{2}+6 x-\frac{45}{4}\right) & \text { при } x \in(3 ; 5) \end{array}

$

Найти интегральную функцию, математическое ожидание и дисперсию XX.

Решение:

  1. Нахождение интегральной функции распределения F(x)F(x):

Интегральная функция распределения F(x)F(x) определяется как интеграл функции плотности f(x)f(x) от (-\infty) до xx. В нашем случае, так как f(x)=0f(x) = 0 при x<3x < 3 и x>5x > 5, мы можем записать:

  • При x<3x < 3: F(x)=0F(x) = 0

  • При 3x<53 \leq x < 5: F(x)=3xf(t)dt=3x150(34t2+6t454)dtF(x) = \int_{3}^{x} f(t) \, dt = \int_{3}^{x} \frac{1}{50}\left(\frac{3}{4} t^{2}+6 t-\frac{45}{4}\right) dt

Для нахождения этого интеграла, вычислим его:

F(x)=1503x(34t2+6t454)dt F(x) = \frac{1}{50} \int_{3}^{x} \left(\frac{3}{4} t^{2}+6 t-\frac{45}{4}\right) dt

Вычислим интеграл:

(34t2+6t454)dt=34t33+6t22454t+C=14t3+3t2454t+C \int \left(\frac{3}{4} t^{2}+6 t-\frac{45}{4}\right) dt = \frac{3}{4} \cdot \frac{t^{3}}{3} + 6 \cdot \frac{t^{2}}{2} - \frac{45}{4} t + C = \frac{1}{4} t^{3} + 3 t^{2} - \frac{45}{4} t + C

Теперь подставим пределы интегрирования от 3 до xx:

F(x)=150[(14x3+3x2454x)(1433+3324543)] F(x) = \frac{1}{50} \left[ \left(\frac{1}{4} x^{3} + 3 x^{2} - \frac{45}{4} x\right) - \left(\frac{1}{4} \cdot 3^{3} + 3 \cdot 3^{2} - \frac{45}{4} \cdot 3\right) \right]

Вычислим значение в нижнем пределе:

1427+394543=274+271354=27+1081354=04=0 \frac{1}{4} \cdot 27 + 3 \cdot 9 - \frac{45}{4} \cdot 3 = \frac{27}{4} + 27 - \frac{135}{4} = \frac{27 + 108 - 135}{4} = \frac{0}{4} = 0

Таким образом, F(x)F(x) при 3x<53 \leq x < 5:

F(x)=150(14x3+3x2454x) F(x) = \frac{1}{50} \left( \frac{1}{4} x^{3} + 3 x^{2} - \frac{45}{4} x \right)
  • При x=5x = 5: F(5)=1F(5) = 1

Таким образом, интегральная функция распределения:

F(x)={0 при x<3150(14x3+3x2454x) при 3x<51 при x5 F(x) = \left\{ \begin{array}{ll} 0 & \text { при } x < 3 \\ \frac{1}{50} \left( \frac{1}{4} x^{3} + 3 x^{2} - \frac{45}{4} x \right) & \text { при } 3 \leq x < 5 \\ 1 & \text { при } x \geq 5 \end{array}\right.
  1. Нахождение математического ожидания E(X)E(X):

Математическое ожидание вычисляется по формуле:

E(X)=xf(x)dx=35xf(x)dx E(X) = \int_{-\infty}^{\infty} x f(x) \, dx = \int_{3}^{5} x f(x) \, dx

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какое свойство обязательно должно выполняться для любой функции плотности вероятности f(x) на всей числовой прямой?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Выбери предмет