확률과 통계확률분포수능 기출발전 문제 (3점 후반~4점 초반)

연속확률변수의 분산

문제

닫힌 구간 [1,1][ - 1 , 1 ]에서 정의된 연속확률변수 XX의 확률밀도함수 f(x)f ( x )가 다음 조건을 만족시킨다.

(가) f(x)=f(x)f ( - x ) = f ( x ) (나)01x2f(x)dx=110\displaystyle \int _{0} ^{1} {} x ^{2} f ( x ) dx = \frac{1}{10}

V(10X+3)\mathrm{V} \mathit{(} 10 X + 3 )의 값을 구하시오. [3점]

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20

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해설

g(x)=xf(x)g ( x ) = x f ( x )라 하면 g(x)=xf(x)=xf(x)=g(x)g ( - x ) = - xf ( - x ) = - xf ( x ) = - g ( x ) 이므로 11xf(x)dx=0\displaystyle \int _{-1} ^{1} xf ( x ) dx = 0 \therefore E(X)=0E ( X ) = 0 h(x)=x2f(x)h ( x ) = x ^{2} f ( x )라 하면 h(x)=(x)2f(x)=x2f(x)=h(x)h ( - x ) = ( - x ) ^{2} f ( - x ) = x ^{2} f ( x ) = h ( x ) 이므로 11x2f(x)dx=201x2f(x)dx=2×110=15\displaystyle \int _{-1} ^{1} x ^{2} f ( x ) dx = 2 \int _{0} ^{1} x ^{2} f ( x ) dx = 2 \times \frac{1}{10} = \frac{1}{5} \thereforeV(X)=11x2f(x)dx{11xf(x)dx}2\displaystyle V ( X ) = \int _{-1} ^{1} x ^{2} f ( x ) dx - \left\{ \int _{-1} ^{1} x f ( x ) dx \right\} ^{2} =15\displaystyle = \frac{1}{5} \therefore V(10X+3)=100V(X)=100×15=20\displaystyle V ( 10 X + 3 ) = 100 V ( X ) = 100 \times \frac{1}{5} = 20

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