확률과 통계확률분포수능 기출기본 문제 (3점 중반)

확률밀도함수 확률

문제

확률변수 XX의 확률밀도함수 f(x)f ( x )가 다음과 같다. f(x)=kx(1x)(0x1)f ( x ) = k x ( 1 - x ) ( 0 \leq x \leq 1 ) 이때, 확률 P(X1214)\displaystyle {\mathrm{P}} \mathit{\left( \left| X - \frac{1}{2} \right| \leq \frac{1}{4} \right)}의 값은? (단, kk는 상수) [3점] 316\displaystyle \frac{3}{16}516\displaystyle \frac{5}{16}716\displaystyle \frac{7}{16}916\displaystyle \frac{9}{16}1116\displaystyle \frac{11}{16}

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해설

0x10 \leq x \leq 1에서 정의된 확률밀도함수 f(x)=kx(1x)f \left( x \right) = k x \left( 1 - x \right)에 대하여 01f(x)dx=1\displaystyle \int _{0} ^{1} {} f \left( x \right) dx = 1 01f(x)dx\displaystyle \int _{0} ^{1} {} f \left( x \right) dx=01(kxkx2)dx\displaystyle = \int _{0} ^{1} {} \left( kx - kx ^{2} \right) dx=[k2x2k3x3]01\displaystyle = \left[ \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} \frac{k}{2} x ^{2} - \frac{k}{3} x ^{3} \end{array} \right] _{0} ^{1} =k2k3\displaystyle = \frac{k}{2} - \frac{k}{3}=k6=1\displaystyle = \frac{k}{6} = 1 \thereforek=6k = 6 \thereforef(x)=6x(1x)=6x6x2f \left( x \right) = 6 x \left( 1 - x \right) = 6 x - 6 x ^{2} P(X1214)\displaystyle {\mathrm{P}} \left( \left| X - \frac{1}{2} \right| \leq \frac{1}{4} \right)=P(14X1214)\displaystyle = \mathrm{P} \mathit{\left( - \frac{1}{4} \leq X - \frac{1}{2} \leq \frac{1}{4} \right)}=P(14X34)\displaystyle = \mathrm{P} \mathit{\left( \frac{1}{4} \leq X \leq \frac{3}{4} \right)} \thereforeP(14X34)=1434(6x6x2)dx\displaystyle \mathrm{P} \mathit{\left( \frac{1}{4} \leq X \leq \frac{3}{4} \right)} = \int _{\frac{1}{4}} ^{\frac{3}{4}} {} \left( 6 x - 6 x ^{2} \right) dx=[3x22x3]1434\displaystyle = \left[ \begin{array}{l} \begin{matrix} \\ \end{matrix} 3 x ^{2} - 2 x ^{3} \end{array} \right] _{\frac{1}{4}} ^{\frac{3}{4}}=1116\displaystyle = \frac{11}{16}

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