乐湖华研题库
学生教师

例 3.2.6

easy一级题目发布者: ai-batch

题干

从 (0,1)(0,1)(0,1) 中任取两个数,求下列事件的概率:

(1)两数之和小于 1.21.21.2;

(2)两数之积小于 1/41/41/4。

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解析

分别记这两个数为 XXX 和 YYY,则 XXX 和 YYY 都服从 (0,1)(0,1)(0,1) 上的均匀分布,由于 XXX 与 YYY 的取值相互没有任何影响,故 XXX 与 YYY 相互独立,故其联合密度函数为

p(x,y)=pX(x)pY(y)={1,0<x<1,  0<y<1,0,其他.p(x,y) = p_X(x) p_Y(y) = \begin{cases} 1, & 0 < x < 1,\; 0 < y < 1, \\ 0, & \text{其他}. \end{cases}p(x,y)=pX​(x)pY​(y)={1,0,​0<x<1,0<y<1,其他.​

利用此联合密度函数可以计算 (1) 与 (2) 的概率,具体如下:

(1) 事件 {X+Y<1.2}\{X+Y<1.2\}{X+Y<1.2} 的非零区域如图 3.2.4(a) 所示,其概率为

P(X+Y<1.2)=∫00.2∫01dydx+∫0.21∫01.2−xdydx=0.2+∫0.21(1.2−x) dx=0.2+0.48=0.68.P(X+Y<1.2) = \int_0^{0.2}\int_0^1 \mathrm{d}y\mathrm{d}x + \int_{0.2}^1\int_0^{1.2-x} \mathrm{d}y\mathrm{d}x = 0.2 + \int_{0.2}^1 (1.2-x) \,\mathrm{d}x = 0.2 + 0.48 = 0.68.P(X+Y<1.2)=∫00.2​∫01​dydx+∫0.21​∫01.2−x​dydx=0.2+∫0.21​(1.2−x)dx=0.2+0.48=0.68.

(2) 事件 {XY<1/4}\{XY<1/4\}{XY<1/4} 的非零区域如图 3.2.4(b) 所示,其概率为

P(XY<1/4)=∫01/4∫01dydx+∫1/41∫01/(4x)dydx=14+∫1/4114x dx=14+14ln⁡4=0.5966.P(XY<1/4) = \int_0^{1/4}\int_0^1 \mathrm{d}y\mathrm{d}x + \int_{1/4}^1\int_0^{1/(4x)} \mathrm{d}y\mathrm{d}x = \frac{1}{4} + \int_{1/4}^1 \frac{1}{4x} \,\mathrm{d}x = \frac{1}{4} + \frac{1}{4}\ln 4 = 0.5966.P(XY<1/4)=∫01/4​∫01​dydx+∫1/41​∫01/(4x)​dydx=41​+∫1/41​4x1​dx=41​+41​ln4=0.5966.

图 3.2.4 p(x,y) 的非零区域与有关事件的交集部分

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