题目
Problem
The sides of a square are each of length L cm and its area is A cm2
Given that A is uniformly distributed on the interval [10, 30]
(a) find P(L⩾4.5)
(2)
(b) find Var(L)
(6)
(Total for Question 7 is 8 marks)
题目中文翻译
正方形的边长均为 L cm,其面积为 A cm2。
已知 A 在区间 [10, 30] 上均匀分布。
(a) 求 P(L⩾4.5)。
(b) 求 Var(L)。
(第 7 题共 8 分)
解答
(a)
解法一
思路
展开
正方形面积满足 A=L2,而边长为正,所以 L⩾4.5 等价于 A⩾4.52=20.25。由于 A 在 [10,30] 上均匀分布,概率就是相应区间长度占总区间长度的比例。
答题过程
展开
Since A=L2 and L>0,
P(L⩾4.5)=P(A⩾20.25).
As A∼U(10,30),
P(A⩾20.25)===30−1030−20.25209.750.4875.
(b)
解法一
思路
展开
使用 Var(L)=E(L2)−[E(L)]2。因为 L2=A,所以 E(L2)=E(A)=20;而 L=A,可直接对 A 的均匀分布密度积分求 E(L)。
答题过程
展开
Since L2=A,
E(L2)=E(A)=210+30=20.
Also, L=A and A∼U(10,30), so
E(L)====201∫1030ada201[32a3/2]103030−3104.4231…
Therefore,
Var(L)===E(L2)−[E(L)]220−(30−310)20.435894…
Hence,
Var(L)=0.436(3 s.f.).
解法二
思路
展开
官方评分资料也接受先求 L 的概率密度函数。由 A=L2 作变量变换,fA(a)=201,并乘上导数 dlda=2l,得到 g(l)=10l;再用它积分求 E(L)。
答题过程
展开
Since A=L2,
10⩽L⩽30.
The probability density function of L is
g(l)===fA(l2)dld(l2)201(2l)10l,
for 10⩽l⩽30, and g(l)=0 otherwise.
Thus,
E(L)=====∫1030lg(l)dl101∫1030l2dl101[3l3]103030−3104.4231…
As before, E(L2)=E(A)=20. Therefore,
Var(L)===20−[E(L)]220−(4.4231…)20.436(3 s.f.).