Math Problem Statement

найти g(y) плотность распределения вероятности случайной величины y=(x+3/2)^1/2 если случайная величина равномерно распределена на интервале [-3/2; 3/2]

Solution

Чтобы найти плотность распределения g(y)g(y) случайной величины Y=X+32Y = \sqrt{X + \frac{3}{2}}, где XX равномерно распределён на интервале [3/2;3/2][-3/2; 3/2], следуем пошаговому процессу:


1. Найдем область значений YY:

Y=X+32Y = \sqrt{X + \frac{3}{2}}.

Для X[32,32]X \in [-\frac{3}{2}, \frac{3}{2}]:
X+32[0,3].X + \frac{3}{2} \in [0, 3]. Так как Y=X+32Y = \sqrt{X + \frac{3}{2}}, то
Y[0,3].Y \in [0, \sqrt{3}].


2. Связь плотностей fX(x)f_X(x) и gY(y)g_Y(y):

Согласно формуле преобразования плотностей:
gY(y)=fX(x)dxdy,g_Y(y) = f_X(x) \cdot \left|\frac{dx}{dy}\right|, где xx выражается через yy из преобразования y=x+32y = \sqrt{x + \frac{3}{2}}.


3. Выразим xx через yy:

y=x+32    x=y232.y = \sqrt{x + \frac{3}{2}} \implies x = y^2 - \frac{3}{2}.


4. Найдем производную dxdy\frac{dx}{dy}:

dxdy=ddy(y232)=2y.\frac{dx}{dy} = \frac{d}{dy}\left(y^2 - \frac{3}{2}\right) = 2y.


5. Подставим fX(x)f_X(x):

Плотность fX(x)f_X(x) равномерна на [3/2,3/2][-3/2, 3/2]:
fX(x)=13,x[32,32].f_X(x) = \frac{1}{3}, \quad x \in \left[-\frac{3}{2}, \frac{3}{2}\right].


6. Подставим в формулу:

gY(y)=fX(x)dxdy=132y.g_Y(y) = f_X(x) \cdot \left|\frac{dx}{dy}\right| = \frac{1}{3} \cdot |2y|. gY(y)=2y3,y[0,3].g_Y(y) = \frac{2y}{3}, \quad y \in [0, \sqrt{3}].

Таким образом, плотность распределения YY равна:

\begin{cases} \frac{2y}{3}, & y \in [0, \sqrt{3}], \\ 0, & \text{иначе}. \end{cases}$$ --- Если хотите, я могу разъяснить шаги более подробно! **5 вопросов для дальнейшего изучения:** 1. Как найти математическое ожидание для этой случайной величины $$Y$$? 2. Как проверить, что $$g_Y(y)$$ — это корректная плотность (интеграл равен 1)? 3. Что изменится, если $$X$$ будет иметь нормальное распределение вместо равномерного? 4. Как вычислить вероятность, что $$Y$$ попадает в подынтервал $$[a, b]$$? 5. Как построить график плотности $$g_Y(y)$$ для наглядного представления? **Совет:** При работе с плотностями всегда проверяйте область определения случайной величины и корректность преобразования!

Ask a new question for Free

By Image

Drop file here or Click Here to upload

Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Probability Theory
Random Variables
Uniform Distribution
Transformations of Random Variables

Formulas

g_Y(y) = f_X(x) * |dx/dy|
Y = sqrt(X + 3/2)
x = y^2 - 3/2

Theorems

Change of Variables in Probability Distribution
Uniform Distribution Properties

Suitable Grade Level

Grades 11-12