f ( x ) = { C x e − x / 2 , x > 0 0 , x ≤ 0 f(x)=\begin{cases}
Cxe^{-x/2}, x>0
\\
0, x\leq 0
\end{cases} f ( x ) = { C x e − x /2 , x > 0 0 , x ≤ 0
(here we have e − x / 2 e^{-x/2} e − x /2 because C x e x / 2 Cx e^{x/2} C x e x /2 is unbounded, but ∫ 0 ∞ f ( x ) = 1 \int \limits_0^{\infin}f(x)=1 0 ∫ ∞ f ( x ) = 1 to be PDF)
a.
∫ 0 ∞ f ( x ) d x = ∫ 0 ∞ C x e − x / 2 d x = = − C ( 2 x + 4 ) e − x / 2 ∣ 0 ∞ = 4 C ⇒ C = 1 / 4 \int \limits _0^{\infin}f(x)dx= \int \limits _0^{\infin}Cxe^{-x/2}dx=\\=-C(2x+4)e^{-x/2} \big|_0^{\infin}=4C \ \Rightarrow C=1/4 0 ∫ ∞ f ( x ) d x = 0 ∫ ∞ C x e − x /2 d x = = − C ( 2 x + 4 ) e − x /2 ∣ ∣ 0 ∞ = 4 C ⇒ C = 1/4
Answer: C = 1 / 4 C=1/4 C = 1/4
b.
μ = ∫ 0 ∞ x f ( x ) d x = ∫ 0 ∞ 1 / 4 x 2 e − x / 2 d x = = − 1 / 2 ( x 2 + 4 x + 8 ) e − x / 2 ∣ 0 ∞ = 4 \mu =\int \limits_0^{\infin}xf(x)dx =\int \limits_0^{\infin}1/4 x^2e^{-x/2}dx=\\=-1/2(x^2+4x+8)e^{-x/2}\big|_0^{\infin}=4 μ = 0 ∫ ∞ x f ( x ) d x = 0 ∫ ∞ 1/4 x 2 e − x /2 d x = = − 1/2 ( x 2 + 4 x + 8 ) e − x /2 ∣ ∣ 0 ∞ = 4
Answer: μ = 4 \mu=4 μ = 4
c.
0.5 = F ( x ) = ∫ 0 x f ( t ) d t = = ∫ 0 x 1 / 4 t e − t / 2 d t = − 1 / 2 ( x + 2 ) e − x / 2 + 1 , 0.5=F(x)=\int \limits _0^xf(t)dt=\\=\int\limits _0^x 1/4te^{-t/2}dt=-1/2(x+2)e^{-x/2}+1, 0.5 = F ( x ) = 0 ∫ x f ( t ) d t = = 0 ∫ x 1/4 t e − t /2 d t = − 1/2 ( x + 2 ) e − x /2 + 1 ,
0.5 = − 1 / 2 ( x + 2 ) e − x / 2 + 1 , ( x + 2 ) = e x / 2 , x ≈ 3.356 0.5=-1/2(x+2)e^{-x/2}+1, \ \ (x+2)=e^{x/2}, \ \ \ x\approx 3.356 0.5 = − 1/2 ( x + 2 ) e − x /2 + 1 , ( x + 2 ) = e x /2 , x ≈ 3.356
Answer: the second quartile is 3.356 3.356 3.356 .
d.
σ 2 = ∫ 0 ∞ ( x − μ ) 2 f ( x ) d x = ∫ 0 ∞ 1 / 4 ( x − 4 ) 2 x e − x / 2 d x = = − 1 / 2 ( x 3 − 2 x 2 + 8 x + 16 ) e − x / 2 ∣ 0 ∞ = 8 , \ \sigma ^2=\int\limits _0^{\infin} (x-\mu)^2f(x)dx= \int\limits _0^{\infin} 1/4(x-4)^2x e^{-x/2}dx=\\=
-1/2(x^3-2x^2+8x+16)e^{-x/2}\big|_0^{\infin}=8, σ 2 = 0 ∫ ∞ ( x − μ ) 2 f ( x ) d x = 0 ∫ ∞ 1/4 ( x − 4 ) 2 x e − x /2 d x = = − 1/2 ( x 3 − 2 x 2 + 8 x + 16 ) e − x /2 ∣ ∣ 0 ∞ = 8 ,
σ = σ 2 = 8 = 2 2 . \sigma=\sqrt{\sigma^2}=\sqrt{8}=2\sqrt{2}. σ = σ 2 = 8 = 2 2 .
Answer: σ = 2 2 \sigma =2\sqrt{2} σ = 2 2
Comments