题目
Problem
The continuous random variable G has probability density function f(g) given by
f(g) = { (1/15)(g + 3), -1 < g ≤ 2
{ 3/20, 2 < g ≤ 4
{ 0, otherwise
(a) Sketch the graph of f(g)
(2)
(b) Find P(1 ≤ 2G ≤ 6 | G ≤ 2)
(4)
The continuous random variable H is such that E(H) = 12 and Var(H) = 2.4
(c) Find E(2H² + 3G + 3)
Show your working clearly.
(Solutions relying on calculator technology are not acceptable.)
(6)
(Total for Question 4 is 12 marks)
题目中文翻译
连续随机变量 G 的概率密度函数 f(g) 为
f(g) = { (1/15)(g + 3), -1 < g ≤ 2
{ 3/20, 2 < g ≤ 4
{ 0, otherwise
(a) 画出 f(g) 的图像
(b) 求 P(1 ≤ 2G ≤ 6 | G ≤ 2)
连续随机变量 H 满足 E(H) = 12 且 Var(H) = 2.4
(c) 求 E(2H² + 3G + 3)
清楚地展示你的计算过程。
(依赖计算器技术的解答不可接受。)
(第 4 题共 12 分)
解答
(a)
解法一
思路
展开
在 −1<g⩽2 上,密度是斜率为 1/15 的上升直线,端点高度分别趋近 2/15 和等于 1/3;在 2<g⩽4 上,密度是高度 3/20 的水平线。注意 g=2 处有向下跳跃,两段不能连接,区间外密度为 0,并标清横轴端点及关键高度。
答题过程
展开
For −1<g⩽2, draw the increasing line segment from the open endpoint (−1,2/15) to the closed endpoint (2,1/3).
For 2<g⩽4, draw the horizontal segment f(g)=3/20, open at g=2 and closed at g=4. Also show f(g)=0 outside these intervals.
(b)
解法一
思路
展开
先把 1⩽2G⩽6 化成 0.5⩽G⩽3。再结合条件 G⩽2,分子事件缩成 0.5⩽G⩽2。分别对密度积分求分子、分母,再套用条件概率公式。
答题过程
展开
The condition 1⩽2G⩽6 is equivalent to
0.5⩽G⩽3.
Also,
P(G⩽2)===∫−1215g+3dg[30g2+5g]−12107.
Under the condition G⩽2, the required numerator is
P(0.5⩽G⩽2)==∫0.5215g+3dg4017.
Therefore,
P(1⩽2G⩽6∣G⩽2)==7/1017/402817.
解法二
思路
展开
在条件 G⩽2 下,目标事件的补集是 G<0.5。先求 P(G<0.5),除以 P(G⩽2) 得到条件补事件概率,再从 1 中减去。
答题过程
展开
From Method 1,
P(G⩽2)=107.
Also,
P(G<0.5)==∫−10.515g+3dg4011.
Hence
P(1⩽2G⩽6∣G⩽2)==1−7/1011/402817.
(c)
解法一
思路
展开
先由 Var(H)=E(H2)−[E(H)]2 求 E(H2)。再按 G 的分段密度积分求 E(G)。最后使用期望的线性性质;这里不需要假设 H 与 G 独立。
答题过程
展开
Using
Var(H)=E(H2)−[E(H)]2,
we have
E(H2)==2.4+122146.4.
Also,
E(G)====∫−12g(15g+3)dg+∫24g(203)dg151[3g3+23g2]−12+403[g2]240.5+0.91.4.
By linearity of expectation,
E(2H2+3G+3)===2E(H2)+3E(G)+32(146.4)+3(1.4)+3300.