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地特四等申論題 106年 [經建行政] 統計學概要

第 一 題

📖 題組:
三、已知隨機變數X與Y的聯合機率密度函數為f(x,y)==,0≤x≤y≤2,其中C為常數。請回答下列問題:
📝 此題為申論題,共 5 小題

小題 (一)

求常數c,以滿足題目所述的f(x,y)構成一機率密度函數。(6分)

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看到聯合機率密度函數求未知常數,核心關鍵為「機率密度函數在整個定義域上的雙重積分值必等於 1」。準確畫出積分範圍、設定 x 與 y 的積分上下限,建立等式後即可解出常數。

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【解題思路】利用聯合機率密度函數的總機率為 1 之性質,設定積分範圍並求解雙重積分等式。 【詳解】 已知:

小題 (二)

分別求X與Y的邊際密度函數,fx(x)與fy(y)。(6分)

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看到求邊際密度函數的題目,首先要利用聯合機率密度函數總面積(積分)為1的性質求出未知常數C。接著針對各別變數計算邊際函數時,需特別注意透過定義域限制(0≤x≤y≤2)正確判定積分的上下限。

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【解題思路】利用總機率等於1求出常數C,再分別對另一變數在給定積分範圍內求積分,得出邊際機率密度函數。 【詳解】 已知聯合機率密度函數為 $f(x,y) = C$,定義域為 $0 \le x \le y \le 2$。

小題 (三)

求給定X=x下,Y的條件機率密度函數,fy|x(y|x)。(5分)

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看到求條件機率密度函數,首先想到公式 f_{Y|X}(y|x) = f(x,y) / f_X(x)。解題步驟為:先對 y 積分求出 X 的邊際機率密度函數 f_X(x),再將兩者相除即可。過程中常數 C 會自然消去,但需特別標明給定 x 後 y 的有效範圍。

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【解題思路】利用條件機率密度函數定義 $f_{Y|X}(y|x) = \frac{f(x,y)}{f_X(x)}$ 進行求解,需先對 $y$ 積分計算出邊際機率密度函數 $f_X(x)$。 【詳解】 已知:聯合機率密度函數 $f(x,y) = C, \quad 0 \le x \le y \le 2$

小題 (四)

求給定X=x下,Y的條件平均數與條件變異數,µy|x和σ²y|x。(6分)

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看到聯合機率密度函數,首要步驟是利用雙重積分等於 1 的性質求出未知常數 C。接著計算 X 的邊際機率密度函數,推導出條件機率密度函數後,利用積分定義或均勻分配的特性直接求算條件期望值與變異數。

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【解題思路】先利用總機率為1求出常數C,接著計算X的邊際機率密度函數與條件機率密度函數,最後藉由機率分配特性求解。 【詳解】 已知:聯合機率密度函數 $f(x,y) = C$,$0 \le x \le y \le 2$

小題 (五)

根據題(三)之結果,回答給定X=x下,Y的條件分配是何種分配?(回答分配名稱及其參數。)(6分)

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解題關鍵在於先求出 X 的邊際機率密度函數,再利用條件機率公式 f(y|x) = f(x,y) / f_X(x) 求出條件機率密度函數。最後觀察其函數形式為常數且變數在特定區間內,藉此判定其為連續均勻分配並寫出上下界參數。

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【解題思路】利用條件機率密度函數公式求出分配函數,並透過觀察函數形式與變數範圍判定分配名稱及參數。 【詳解】 已知:聯合機率密度函數為常數 $f(x,y) = C$,$0 \le x \le y \le 2$。

🏷️ 相關主題

聯合機率分配、條件與邊際分配
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