设随机变量x服从参数 theta =dfrac (1)(2) (即 lambda =2) 的指数分布,则随机变量 =1-(e)^-2x ()A.在(0,1)上服从均匀分布B.仍服从指数分布C.服从正态分布D.服从参数为2的泊松分布

- A.在(0,1)上服从均匀分布
- B.仍服从指数分布
- C.服从正态分布
- D.服从参数为2的泊松分布
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查指数分布的变量变换以及均匀分布的识别。关键在于通过分布函数法推导新变量的分布。
解题思路:
- 明确原变量X的分布:X服从参数λ=2的指数分布。
- 分析变换后的变量Y的取值范围:通过表达式$Y=1-e^{-2X}$,确定Y的取值范围为$(0,1)$。
- 利用分布函数法:通过计算$Y$的分布函数$F_Y(y)$,验证其是否符合均匀分布的特性(即$F_Y(y)=y$)。
破题关键:通过变量变换后的不等式变形,结合指数分布的分布函数,推导出$Y$的分布函数为线性函数,从而判断其服从均匀分布。
步骤1:确定变量X的分布函数
X服从参数λ=2的指数分布,其概率密度函数为:
$f_X(x) =
\begin{cases}2e^{-2x}, & x \geq 0, \\0, & \text{其他}.\end{cases}$
对应的分布函数为:
$F_X(x) = P(X \leq x) = 1 - e^{-2x}, \quad x \geq 0.$
步骤2:分析变量Y的取值范围
由$Y = 1 - e^{-2X}$可知:
- 当$X \geq 0$时,$e^{-2X} \in (0,1]$,因此$Y = 1 - e^{-2X} \in [0,1)$。
- 由于连续型随机变量在端点的概率为0,故Y的实际取值范围为$(0,1)$。
步骤3:计算Y的分布函数
$F_Y(y) = P(Y \leq y) = P(1 - e^{-2X} \leq y).$
解不等式:
$1 - e^{-2X} \leq y \implies e^{-2X} \geq 1 - y \implies -2X \geq \ln(1 - y) \implies X \leq -\frac{\ln(1 - y)}{2}.$
因此:
$F_Y(y) = P\left(X \leq -\frac{\ln(1 - y)}{2}\right) = F_X\left(-\frac{\ln(1 - y)}{2}\right).$
步骤4:代入X的分布函数
将$x = -\frac{\ln(1 - y)}{2}$代入$F_X(x)$:
$F_Y(y) = 1 - e^{-2 \cdot \left(-\frac{\ln(1 - y)}{2}\right)} = 1 - e^{\ln(1 - y)} = 1 - (1 - y) = y.$
步骤5:判断Y的分布
$F_Y(y) = y$($0 < y < 1$)表明Y的分布函数为斜率为1的直线,即Y在$(0,1)$上服从均匀分布。