2021-09-10T01:52:50-04:00
The joint probability distribution function of two random variable x&y given by f(x, y )=9(1+x+y)/2(1+x)^4(1+y)^4,0<x<∞,0<y ∞ find the marginal distribution
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2021-09-12T18:17:22-0400
f ( x , y ) = 9 ( 1 + x + y ) 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 f(x, y)=\dfrac{9(1+x+y)}{2(1+x)^4(1+y)^4} f ( x , y ) = 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 9 ( 1 + x + y )
f X ( x ) = ∫ − ∞ ∞ f X Y ( x , y ) d y f_X(x)=\displaystyle\int_{-\infin}^{\infin}f_{XY}(x,y)dy f X ( x ) = ∫ − ∞ ∞ f X Y ( x , y ) d y
= ∫ 0 ∞ 9 ( 1 + x + y ) 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 d y =\displaystyle\int_{0}^{\infin}\dfrac{9(1+x+y)}{2(1+x)^4(1+y)^4}dy = ∫ 0 ∞ 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 9 ( 1 + x + y ) d y
= ∫ 0 ∞ 9 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 3 d y =\displaystyle\int_{0}^{\infin}\dfrac{9}{2(1+x)^4(1+y)^3}dy = ∫ 0 ∞ 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 3 9 d y
+ ∫ 0 ∞ 9 x 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 d y +\displaystyle\int_{0}^{\infin}\dfrac{9x}{2(1+x)^4(1+y)^4}dy + ∫ 0 ∞ 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 9 x d y
= lim t → ∞ ∫ 0 t 9 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 3 d y =\lim\limits_{t\to \infin}\displaystyle\int_{0}^{t}\dfrac{9}{2(1+x)^4(1+y)^3}dy = t → ∞ lim ∫ 0 t 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 3 9 d y
+ lim t → ∞ ∫ 0 t 9 x 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 d y +\lim\limits_{t\to \infin}\displaystyle\int_{0}^{t}\dfrac{9x}{2(1+x)^4(1+y)^4}dy + t → ∞ lim ∫ 0 t 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 9 x d y
= 9 2 ( 1 + x ) 4 lim t → ∞ [ − 1 2 ( 1 + y ) 2 − x 3 ( 1 + y ) 3 ] t 0 =\dfrac{9}{2(1+x)^4}\lim\limits_{t\to \infin}\big[-\dfrac{1}{2(1+y)^2}-\dfrac{x}{3(1+y)^3}\big]\begin{matrix}
t\\
0
\end{matrix} = 2 ( 1 + x ) 4 9 t → ∞ lim [ − 2 ( 1 + y ) 2 1 − 3 ( 1 + y ) 3 x ] t 0
= 9 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 2 + x 3 ) = 3 ( 3 + 2 x ) 4 ( 1 + x ) 4 =\dfrac{9}{2(1+x)^4}(\dfrac{1}{2}+\dfrac{x}{3})=\dfrac{3(3+2x)}{4(1+x)^4} = 2 ( 1 + x ) 4 9 ( 2 1 + 3 x ) = 4 ( 1 + x ) 4 3 ( 3 + 2 x )
f Y ( y ) = ∫ − ∞ ∞ f X Y ( x , y ) d x f_Y(y)=\displaystyle\int_{-\infin}^{\infin}f_{XY}(x,y)dx f Y ( y ) = ∫ − ∞ ∞ f X Y ( x , y ) d x
= ∫ 0 ∞ 9 ( 1 + x + y ) 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 d x =\displaystyle\int_{0}^{\infin}\dfrac{9(1+x+y)}{2(1+x)^4(1+y)^4}dx = ∫ 0 ∞ 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 9 ( 1 + x + y ) d x
= ∫ 0 ∞ 9 2 ( 1 + x ) 3 ( 1 + y ) 4 d x =\displaystyle\int_{0}^{\infin}\dfrac{9}{2(1+x)^3(1+y)^4}dx = ∫ 0 ∞ 2 ( 1 + x ) 3 ( 1 + y ) 4 9 d x
+ ∫ 0 ∞ 9 x 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 d x +\displaystyle\int_{0}^{\infin}\dfrac{9x}{2(1+x)^4(1+y)^4}dx + ∫ 0 ∞ 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 9 x d x
= lim t → ∞ ∫ 0 t 9 2 ( 1 + x ) 3 ( 1 + y ) 4 d x =\lim\limits_{t\to \infin}\displaystyle\int_{0}^{t}\dfrac{9}{2(1+x)^3(1+y)^4}dx = t → ∞ lim ∫ 0 t 2 ( 1 + x ) 3 ( 1 + y ) 4 9 d x
+ lim t → ∞ ∫ 0 t 9 y 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 d x +\lim\limits_{t\to \infin}\displaystyle\int_{0}^{t}\dfrac{9y}{2(1+x)^4(1+y)^4}dx + t → ∞ lim ∫ 0 t 2 ( 1 + x ) 4 ( 1 + y ) 4 9 y d x
= 9 2 ( 1 + y ) 4 lim t → ∞ [ − 1 2 ( 1 + x ) 2 − y 3 ( 1 + x ) 3 ] t 0 =\dfrac{9}{2(1+y)^4}\lim\limits_{t\to \infin}\big[-\dfrac{1}{2(1+x)^2}-\dfrac{y}{3(1+x)^3}\big]\begin{matrix}
t\\
0
\end{matrix} = 2 ( 1 + y ) 4 9 t → ∞ lim [ − 2 ( 1 + x ) 2 1 − 3 ( 1 + x ) 3 y ] t 0
= 9 2 ( 1 + y ) 4 ( 1 2 + y 3 ) = 3 ( 3 + 2 y ) 4 ( 1 + y ) 4 =\dfrac{9}{2(1+y)^4}(\dfrac{1}{2}+\dfrac{y}{3})=\dfrac{3(3+2y)}{4(1+y)^4} = 2 ( 1 + y ) 4 9 ( 2 1 + 3 y ) = 4 ( 1 + y ) 4 3 ( 3 + 2 y )
f X ( x ) = 3 ( 3 + 2 x ) 4 ( 1 + x ) 4 f_X(x)=\dfrac{3(3+2x)}{4(1+x)^4} f X ( x ) = 4 ( 1 + x ) 4 3 ( 3 + 2 x )
f Y ( y ) = 3 ( 3 + 2 y ) 4 ( 1 + y ) 4 f_Y(y)=\dfrac{3(3+2y)}{4(1+y)^4} f Y ( y ) = 4 ( 1 + y ) 4 3 ( 3 + 2 y )
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