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CalcGospel 國際數學圖譜
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IAL 2024 Oct S2 Q7

A Level / Edexcel / S2

IAL 2024 Oct Paper · Question 7

题目

Problem

The continuous random variable XX has probability density function given by

f(x)={ax0x4bx+c4<x80otherwisef(x) = \begin{cases} ax & 0 \leqslant x \leqslant 4 \\ bx + c & 4 < x \leqslant 8 \\ 0 & \text{otherwise} \end{cases}

where aa, bb and cc are constants.

Figure 1 shows the graph of the probability density function f(x)f(x).

The graph consists of two straight line segments of equal length joined at the point where x=4x = 4.

(a) Show that a=116a = \dfrac{1}{16}

(1)

(b) Hence find

(i) the value of bb

(ii) the value of cc

(3)

(c) Using algebraic integration, show that Var(X)=83\text{Var}(X) = \dfrac{8}{3}

(6)

(d) Find, to 2 decimal places, the lower quartile and the upper quartile of XX

(3)

A statistician claims that

P(σ<Xμ<σ)>0.5P(-\sigma < X - \mu < \sigma) > 0.5

where μ\mu and σ\sigma are the mean and standard deviation of XX.

(e) Show that the statistician’s claim is correct.

(2)

(Total for Question 7 is 15 marks)

题目中文翻译

连续随机变量 XX 的概率密度函数为

f(x)={ax0x4bx+c4<x80otherwisef(x) = \begin{cases} ax & 0 \leqslant x \leqslant 4 \\ bx + c & 4 < x \leqslant 8 \\ 0 & \text{otherwise} \end{cases}

其中 aabbcc 为常数。

图 1 显示了概率密度函数 f(x)f(x) 的图像。

该图像由两段等长的直线段组成,在 x=4x = 4 处连接。

(a) 证明 a=116a = \dfrac{1}{16}

(b) 由此求

(i) bb 的值

(ii) cc 的值

(c) 使用代数积分,证明 Var(X)=83\text{Var}(X) = \dfrac{8}{3}

(d) 求 XX 的下四分位数和上四分位数(精确到 2 位小数)。

一位统计学家声称

P(σ<Xμ<σ)>0.5P(-\sigma < X - \mu < \sigma) > 0.5

其中 μ\muσ\sigmaXX 的均值和标准差。

(e) 证明统计学家的声称是正确的。

(第 7 题共 15 分)

解答