设连续型随机变量X在[-π2,π2]上服从均匀分布,求随机变量Y=cosX的概率密度.

问题描述:

设连续型随机变量X在[-

π
2
π
2
]上服从均匀分布,求随机变量Y=cosX的概率密度.

设Y的概率密度为fY(x),分布函数为FY(x),
由于X在[-

π
2
π
2
]上服从均匀分布
∴Y=cosX∈[0,1],因此,对于∀y∈[0,1],有
FY(y)=P(Y≤y)=P(cosX≤y)=P(arccosy≤X≤
π
2
)

再由X在[-
π
2
π
2
]上服从均匀分布,上式就为
FY(y)=
π
2
arccosy
1
π
dx=
1
2
1
π
arccosy

fY(x)=[FY(y)]′=
1
π
1−y2
,y∈[0,1],
fY(y)=
1
π
1−y2
,0<y<1
0 ,其它

答案解析:首先,由X的概率密度,得到Y的范围;然后,根据分布函数的定义建立起Y的分布函数与X的分布函数的关系;最后,根据分布函数的导数即为概率密度,得到答案.
考试点:连续型随机变量的函数的概率密度的求解.
知识点:求连续型随机变量函数的概率密度,一般都是先建立所求变量的分布函数和已知的分布的联系,再求出分布函数,最后求导.