確率密度関数から期待値・標準偏差を求める(A)
★★☆☆☆☆☆(章末問題) / 作成者: shonan / 2026/10/24
🔁 類題: 確率密度関数から期待値・標準偏差を求める(B) (★★☆☆☆☆☆(章末問題))
問題
確率変数 $X$ のとる値の範囲が $0\leqq X\leqq 2$ で,その確率密度関数が $f(x)=\dfrac{x}{2}\ (0\leqq x\leqq 2)$ であるとき,$X$ の期待値,分散,標準偏差を求めよ.
$X$ のとる値の範囲が $0\leqq X\leqq 2$ であるから,$E(X)=\displaystyle\int_0^2 xf(x)\,dx$,$V(X)=\displaystyle\int_0^2 x^2f(x)\,dx-\{E(X)\}^2$ である.
\[ E(X)=\int_0^2 x\cdot\frac{x}{2}\,dx=\left[\frac{x^3}{6}\right]_0^2=\frac{4}{3} \]
\[ \int_0^2 x^2\cdot\frac{x}{2}\,dx=\left[\frac{x^4}{8}\right]_0^2=2 \qquad\text{より}\quad V(X)=2-\left(\frac{4}{3}\right)^2=\frac{2}{9} \]
\[ \sigma(X)=\sqrt{\frac{2}{9}}=\frac{\sqrt{2}}{3} \]
よって,$X$ の期待値は $\dfrac{4}{3}$,分散は $\dfrac{2}{9}$,標準偏差は $\dfrac{\sqrt{2}}{3}$ である.
(密度が右ほど大きいので,期待値は区間の中央 $1$ より右の $\dfrac{4}{3}$ となる.)
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