確率・統計の問題
定数 を用いて、確率変数 の確率密度関数が
で与えられている。ベータ関数 とガンマ関数の関係を用いて、定数 の値を求めよ。
この問題で使うもの
- ガンマ関数・ベータ関数とガンマ分布(説明と入口の問題)
- 連続型確率変数と確率密度関数(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(61 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
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- 樹形図で数え上げる
- 積の法則と和の法則
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- 確率の定義と和事象・余事象
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- 因数分解
- 3 次式までの展開と因数分解
- 微分係数と導関数の定義
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- 連続型確率変数と確率密度関数
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- 等差・等比数列の和と Σ
- 数列の極限
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- 積と商の微分
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- 円の周の長さと面積
- おうぎ形の弧の長さと面積
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- 三角形・四角形の面積
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- 素因数分解と約数の個数
- 平方根の意味と根号の簡単化
- 三平方の定理
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- 弧度法と単位円による三角関数
- の極限
- 加法定理と 2 倍角・半角・積和の公式
- 三角関数の導関数
- 根号の乗除と加減
- 指数の拡張と指数関数
- 対数の定義と性質
- 自然対数の底
- 指数関数・対数関数の導関数
- 基本的な関数の不定積分
- 置換積分
- 部分積分
- 定積分の置換・部分積分と偶関数・奇関数
- 広義積分
- 一様分布・指数分布
- ガンマ関数・ベータ関数とガンマ分布
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
ベータ関数 とガンマ関数の関係 を使います。まず、確率密度関数の全区間での積分が になる条件を書きましょう。
ヒント 2
となる を求めます。また、正の整数 に対して です。
ヒント 3
, なので、積分は です。これを計算して、 を解きましょう。
答えと解説
答えを見る
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解説を読む
確率密度関数であるためには、全区間での積分が でなければならない。, では なので
である。
ベータ関数で表す。 なので、, として
と書ける。
ガンマ関数で計算する。 ベータ関数とガンマ関数の関係 を使う。漸化式 と から、正の整数 に対して である。よって
となる。
を求める。 より である。
(検算)展開して直接積分すると
となり、一致する。
答え:
別解
密度関数の条件 より である。ここで なので となる。
より
よって 。
検算: 直接展開すると となり一致する。また なので も満たす。