题目
Problem
The continuous random variable H has cumulative distribution function given by
F(h)=
⎩⎨⎧0,h⩽0,48h2,0<h⩽4,6h−31,4<h⩽5,103h−75h2−32,5<h⩽d,1,h>d.
where d is a constant.
(a) Show that
2d2−45d+250=0
(2)
(b) Find
P(H<1.5∣1<H<4.5)
(4)
(c) Find the probability density function f(h)
You may leave the limits of h in terms of d where necessary.
(3)
(Total for Question 2 is 9 marks)
题目中文翻译
连续随机变量 H 的累积分布函数为 F(h),其中
F(h)=
⎩⎨⎧0,h⩽0,48h2,0<h⩽4,6h−31,4<h⩽5,103h−75h2−32,5<h⩽d,1,h>d.
其中 d 是常数。
(a) 证明
2d2−45d+250=0.
(2)
(b) 求
P(H<1.5∣1<H<4.5).
(4)
(c) 求概率密度函数 f(h)。
如有必要,你可以将 h 的界限用 d 表示。
(3)
(第 2 题共 9 分)
解答
(a)
解法一
思路
展开
H 是连续型随机变量,所以其累积分布函数连续。由于 h>d 时 F(h)=1,令第三段表达式在 h=d 时等于 1。清除分母并整理,即可自然得到题目要求的二次方程。
答题过程
展开
Since H is continuous and F(h)=1 for h>d, continuity gives F(d)=1. Thus
103d−75d2−32=1.
Multiplying by 150 gives
45d−2d2−100=150,2d2−45d+250=0,
as required.
(b)
解法一
思路
展开
在条件 1<H<4.5 下,事件 H<1.5 实际变成 1<H<1.5。分别用累积分布函数之差求分子与分母,再按条件概率公式相除。
答题过程
展开
First,
P(1<H<4.5)=F(4.5)−F(1)=(64.5−31)−481=(43−31)−481=4820−481=4819.
Also,
P(1<H<1.5)=F(1.5)−F(1)=481.52−481=489/4−1=485/4=1925.
Therefore,
P(H<1.5∣1<H<4.5)=19/485/192=765≈0.0658.
(c)
解法一
思路
展开
概率密度函数是累积分布函数在各段内部的导数。逐段求导,常数段的导数为 0,并保留与原累积分布函数对应的区间。
答题过程
展开
Differentiating each non-constant part of F(h) gives
f(h)=⎩⎨⎧24h,0<h⩽4,61,4<h⩽5,103−752h,5<h⩽d,0,otherwise.