Math Problem Statement

jawab menggunakan bahasa indonesia

Let Y₁ and Y₂ have the joint probability density function given by f(y₁, y₂) = k * y₁ * y₂ for 0 ≤ y₁, y₂ ≤ 1. Solve for k, the joint distribution function, and probability P(Y₁ ≤ 1/2, Y₂ ≤ 3/4).

Solution

Untuk menjawab pertanyaan ini dalam bahasa Indonesia, berikut penjelasan langkah-langkahnya:

a. Menentukan nilai kk agar f(y1,y2)f(y_1, y_2) menjadi fungsi kepadatan probabilitas.

Fungsi kepadatan probabilitas harus memenuhi syarat: 0101f(y1,y2)dy1dy2=1\int_0^1 \int_0^1 f(y_1, y_2) \, dy_1 \, dy_2 = 1 Di mana: f(y1,y2)=ky1y2untuk 0y11,0y21f(y_1, y_2) = k y_1 y_2 \quad \text{untuk } 0 \leq y_1 \leq 1, \, 0 \leq y_2 \leq 1 Maka: 0101ky1y2dy1dy2=1\int_0^1 \int_0^1 k y_1 y_2 \, dy_1 \, dy_2 = 1 Langkah integrasi:

  1. Integrasikan terhadap y1y_1: 01ky1y2dy1=ky201y1dy1=ky2[y122]01=ky212\int_0^1 k y_1 y_2 \, dy_1 = k y_2 \int_0^1 y_1 \, dy_1 = k y_2 \left[\frac{y_1^2}{2}\right]_0^1 = k y_2 \cdot \frac{1}{2}
  2. Integrasikan terhadap y2y_2: 01ky212dy2=k201y2dy2=k2[y222]01=k212=k4\int_0^1 k y_2 \cdot \frac{1}{2} \, dy_2 = \frac{k}{2} \int_0^1 y_2 \, dy_2 = \frac{k}{2} \left[\frac{y_2^2}{2}\right]_0^1 = \frac{k}{2} \cdot \frac{1}{2} = \frac{k}{4} Agar integral total bernilai 1: k4=1    k=4\frac{k}{4} = 1 \implies k = 4

Nilai k=4k = 4.


b. Fungsi distribusi gabungan (FY1,Y2(y1,y2)F_{Y_1, Y_2}(y_1, y_2)).

Fungsi distribusi gabungan didefinisikan sebagai: FY1,Y2(y1,y2)=P(Y1y1,Y2y2)=0y20y1f(u,v)dudvF_{Y_1, Y_2}(y_1, y_2) = P(Y_1 \leq y_1, Y_2 \leq y_2) = \int_0^{y_2} \int_0^{y_1} f(u, v) \, du \, dv Dengan f(y1,y2)=4y1y2f(y_1, y_2) = 4y_1y_2, maka: FY1,Y2(y1,y2)=0y20y14uvdudvF_{Y_1, Y_2}(y_1, y_2) = \int_0^{y_2} \int_0^{y_1} 4uv \, du \, dv

  1. Integrasikan terhadap uu: 0y14uvdu=4v0y1udu=4v[u22]0y1=4vy122=2vy12\int_0^{y_1} 4uv \, du = 4v \int_0^{y_1} u \, du = 4v \left[\frac{u^2}{2}\right]_0^{y_1} = 4v \cdot \frac{y_1^2}{2} = 2v y_1^2
  2. Integrasikan terhadap vv: 0y22vy12dv=2y120y2vdv=2y12[v22]0y2=2y12y222=y12y22\int_0^{y_2} 2v y_1^2 \, dv = 2y_1^2 \int_0^{y_2} v \, dv = 2y_1^2 \left[\frac{v^2}{2}\right]_0^{y_2} = 2y_1^2 \cdot \frac{y_2^2}{2} = y_1^2 y_2^2

Fungsi distribusi gabungan: FY1,Y2(y1,y2)=y12y22untuk 0y1,y21F_{Y_1, Y_2}(y_1, y_2) = y_1^2 y_2^2 \quad \text{untuk } 0 \leq y_1, y_2 \leq 1


c. Probabilitas P(Y11/2,Y23/4)P(Y_1 \leq 1/2, Y_2 \leq 3/4).

Gunakan fungsi distribusi gabungan: P(Y11/2,Y23/4)=FY1,Y2(12,34)P(Y_1 \leq 1/2, Y_2 \leq 3/4) = F_{Y_1, Y_2}\left(\frac{1}{2}, \frac{3}{4}\right) Substitusi y1=12y_1 = \frac{1}{2} dan y2=34y_2 = \frac{3}{4} ke FY1,Y2(y1,y2)=y12y22F_{Y_1, Y_2}(y_1, y_2) = y_1^2 y_2^2: FY1,Y2(12,34)=(12)2(34)2=14916=964F_{Y_1, Y_2}\left(\frac{1}{2}, \frac{3}{4}\right) = \left(\frac{1}{2}\right)^2 \left(\frac{3}{4}\right)^2 = \frac{1}{4} \cdot \frac{9}{16} = \frac{9}{64}

Probabilitas: P(Y11/2,Y23/4)=964P(Y_1 \leq 1/2, Y_2 \leq 3/4) = \frac{9}{64}


Apakah Anda memerlukan penjelasan lebih lanjut atau ingin membahas bagian tertentu? Berikut adalah beberapa pertanyaan terkait untuk melatih pemahaman:

  1. Bagaimana memastikan suatu fungsi adalah fungsi kepadatan probabilitas?
  2. Mengapa kk harus dihitung menggunakan integral total?
  3. Apa perbedaan antara fungsi kepadatan dan fungsi distribusi gabungan?
  4. Bagaimana cara menghitung probabilitas dari fungsi distribusi gabungan?
  5. Apa hubungan antara fungsi distribusi marginal dan fungsi distribusi gabungan?

Tips: Selalu periksa batas integrasi saat menghitung integral untuk fungsi kepadatan probabilitas!

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Probability Theory
Joint Distribution
Integration

Formulas

∫∫ f(y₁, y₂) dy₁ dy₂ = 1 (Normalization condition for probability density functions)
F(y₁, y₂) = ∫∫ f(u, v) du dv (Joint cumulative distribution function)

Theorems

Properties of Joint Probability Density Functions
Definite Integration

Suitable Grade Level

Undergraduate (First-Year Probability or Statistics)