二维连续型随机变量的边缘分布简单例题
Question
设随机变量 \(X\) 和 \(Y\) 具有联合概率密度函数:
\(x ^ 2 \leq y \leq x时,f(x, y) = 6\)
其他为 0.
求边缘概率密度函数 \(f_x(x), f_y(y)\)
边缘分布函数:
\(F_x(x) = \int_{-\infty}^{x}\int_{-\infty}^{+\infty}f(x, y) dydx\)
边缘密度函数:
\(f_x(x) = \int^{+\infty}_{-\infty} f(x, y) dy,f_y(y) = \int ^ {+\infty}_{-\infty} f (x, y) dx\)
对于这道题,如果我们要求 \(F_x(x)\) 得先把 \(x\) 固定下来,那么 \(y\) 的取值范围是:
\(x ^ 2 \leq y \leq x\)
所以 \(F_x(x)\) 等于:
\(F_x(x) = \int_{-\infty}^{x}\int_{x ^ 2}^{x} 6 dydx\)
由于 \(x ^ 2 \leq x\),解得 \(0 \leq x \leq 1\) 所以 \(F_x(x) = \int_{0}^{x}\int_{x ^ 2}^{x} 6 dydx\)
结果为:\(F_x(x) = 3 x ^ 2 - 2 x ^ 3,其中 0 \leq x \leq 1\)
概率密度函数:
\(f_x(x) = \int _ {x ^ 2} ^ {x} 6 dy\)
解得:\(f_x(x) = 6 (x - x ^ 2), 此时 0 \leq x \leq 1\)
若要求 \(Y\) 的边缘分布函数,得先将 \(y\) 固定下来,\(y\) 的取值范围为:
\(0 \sim 1\)
\(x\) 的取值范围为:
\(y \leq x \leq \sqrt{y}\)
所以边缘分布函数的表达式为:
\(F_y(y) = \int_{0}^{y}\int_{y}^{\sqrt{y}}6dxdy\)
解得:\(F_y(y) = 4y^{\frac{3}{2}} - 3 y ^ 2\)
概率密度函数:
\(f_y(y) = \int _ {y} ^ {\sqrt{y}} 6 dx\)
解得:\(f_y(y) = 6 (\sqrt{y} - y), 此时 0 \leq y \leq 1\)