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二维随机向量简单例题引入

Question

设 二维随机向量 \((X, Y)\) 的概率密度函数为:

\(f(x, y) = ke^{-(2x + 3 y)}, x > 0, y > 0\); 其他为 0.

请确定常数 \(k\)

\((X, Y)\) 的分布函数;

\(P\{X < Y\}\)

概率密度函数的性质:

全积分为 \(1\)\(\int_{-\infty}^{+\infty}\int_{-\infty}^{+\infty}f(x, y)dxdy = 1\)

\(F(x, y) = \int_{-\infty}^{y}\int_{-\infty}^{x}f(x, y)dxdy\)


由题意易得:

\(\int_{0}^{+\infty}\int_{0}^{+\infty} f(x, y) dxdy = 1\)

可解得:\(\frac{k}{6} = 1\) 所以 \(k = 6\)


分布函数:

\(F(x, y) = \int_{0}^{y}\int_{0}^{x}f(x, y)dxdy\)

解得:\(F(x, y) = 1 + e ^ {-(2x + 3y)} - e ^ {-2x} - e ^ {-3y} = (1 - e ^ {-2x})(1 - e ^ {-3y})\)


\(P\{X < Y\}\),思路是先固定一个 \(Y\),那么满足条件的 \(X\) 满足 \(0 < X < Y\)

\(\int_{0}^{+\infty}\int_{0}^{y}f(x, y)dxdy = \frac{2}{5}\)