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數理統計與資料分析第三版習題 第3章 第17題

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題目

令(X,Y)是隨機點,均勻地選自區域 R={(x,y):x+y1}R=\left\{(x,y):|x|+|y|\leq1 \right\}. a.畫出R. b.利用你畫出的草圖計算X和Y的邊際密度.注意積分割槽域 c.計算給定X時Y的條件密度

解題思路

a.畫出R.

在這裡插入圖片描述

b.利用你畫出的草圖計算X和Y的邊際密度.注意積分割槽域

X,Y在區域內均勻取點,說明在區域內是均勻分佈所以f(x,y)=1R=12f(x,y)=\frac{1}{R的面積}=\frac12

y)=R1=21

fX(x)=f(x,y)dy=12dy\begin{aligned} f_{X}(x)&=\int f(x,y)dy\\ &=\int \frac12dy \end{aligned} 確定積分上下限和積分割槽域 在x0x\leq0 時,y=1+x 又由於關於x軸是對稱的所以原積分式可以確定為: fX(x)=201+x12dy=1+xx0\begin{aligned} f_{X}(x)=2*\int_{0}^{1+x} \frac12dy=1+x \quad x\leq0 \end{aligned}

x0x\geq0 時,y=1-x 又由於關於x軸是對稱的所以原積分式可以確定為: fX(x)=201+x12dy=1xx0\begin{aligned} f_{X}(x)=2*\int_{0}^{1+x} \frac12dy=1-x \quad x\geq0 \end{aligned} 合併上述等式: fX(x)=1x1x1f_{X}(x)=1-|x| \quad -1\leq x \leq 1 計劃fY(y)f_Y(y)的方法與計算f
X(x)f_X(x)
是一致的: fY(y)=1y1y1f_{Y}(y)=1-|y| \quad -1\leq y \leq 1

c.計算給定X時Y的條件密度

fXY(xy)=fXY(x,y)fYy=121y=122y1yx1+y\begin{aligned} f_{X|Y}(x|y)&=\frac{f_{XY}(x,y)}{f_Y{y}}=\frac{\frac12}{1-|y|}\\ &=\frac1{2-2|y|}\quad 1-|y|\leq x \leq 1+|y| \end{aligned} fYX(yx)=fXY(x,y)fXx=121x=122x1xy1+x\begin{aligned} f_{Y|X}(y|x)&=\frac{f_{XY}(x,y)}{f_X{x}}=\frac{\frac12}{1-|x|}\\ &=\frac1{2-2|x|}\quad 1-|x|\leq y \leq 1+|x| \end{aligned}