题目
Problem
X is a random variable with probability density function given by
f(x)={(1+cosπx)00≤x≤1,otherwise.
(a) Show that P(X<21)=21+π1.
(3)
(b) Show that E(X)=21−π22.
(5)
题目中文翻译
随机变量 X 的概率密度函数为
f(x)={(1+cosπx)00≤x≤1,其他情况.
(a) 证明 P(X<21)=21+π1。
(3)
(b) 证明 E(X)=21−π22。
(5)
原卷通用作答要求
Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.
You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.
Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.
请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。
解答
(a)
解法一
思路
展开
直接积分密度到一半处,代入 sin(π/2)=1,自然推出给定结果。
答题过程
展开
Using the density,
P(X<21)====∫01/2(1+cosπx)dx[x+πsinπx]01/221+πsin(π/2)−021+π1.
(b)
解法一
思路
展开
期望积分中的 xcosπx 使用分部积分,注意最后在两个端点都要代入余弦项。
答题过程
展开
The expectation is
E(X)=∫01x(1+cosπx)dx.
For ∫xcosπxdx, integrate by parts with u=x and dv=cosπxdx. Then du=dx and v=sinπx/π, so
==∫xcosπxdxπxsinπx−π1∫sinπxdxπxsinπx+π2cosπx.
Therefore
E(X)===[2x2]01+[πxsinπx+π2cosπx]0121+(0−π21)−(0+π21)21−π22.