题目
随机变量X在________上取值时,函数 f(x)= cos x 可以成为X的密度函数.A. [0, 2pi]B. [-(pi)/(2), 0]C. [0, (3)/(2)pi]D. [0, pi]
随机变量X在________上取值时,函数 $f(x)= \cos x$ 可以成为X的密度函数.
A. $[0, 2\pi]$
B. $[-\frac{\pi}{2}, 0]$
C. $[0, \frac{3}{2}\pi]$
D. $[0, \pi]$
题目解答
答案
B. $[-\frac{\pi}{2}, 0]$
解析
关键知识点:概率密度函数的两个基本性质——非负性和归一性。
- 非负性:密度函数在定义域内必须非负,即$f(x) \geq 0$。
- 归一性:密度函数在整个定义域上的积分必须等于$1$,即$\int_a^b f(x) \, dx = 1$。
破题关键:
- 分析每个选项中$\cos x$的符号,判断是否满足非负性。
- 计算每个选项中$\cos x$的积分,验证是否满足归一性。
选项分析
选项A:$[0, 2\pi]$
- 非负性:$\cos x$在$[\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2}]$区间内为负,不满足非负性。
- 结论:排除。
选项B:$[-\frac{\pi}{2}, 0]$
- 非负性:$\cos x$在$[-\frac{\pi}{2}, 0]$内始终非负($\cos(-\frac{\pi}{2})=0$,$\cos 0=1$)。
- 归一性:
$\int_{-\frac{\pi}{2}}^0 \cos x \, dx = \sin x \Big|_{-\frac{\pi}{2}}^0 = \sin 0 - \sin\left(-\frac{\pi}{2}\right) = 0 - (-1) = 1$
满足归一性。 - 结论:符合条件。
选项C:$[0, \frac{3}{2}\pi]$
- 非负性:$\cos x$在$[\frac{\pi}{2}, \frac{3\pi}{2}]$区间内为负,不满足非负性。
- 结论:排除。
选项D:$[0, \pi]$
- 非负性:$\cos x$在$[\frac{\pi}{2}, \pi]$区间内为负,不满足非负性。
- 结论:排除。