问答题 若随机变量X在(0,1)上服从均匀分布,求随机变量Y=X lnX 的概率密度函数.
【正确答案】
【答案解析】[解法一] 本题是属于“已知随机变量X的分布,求X函数Y=g(X)分布”的题型,只不过函数的形式是Y=g(X)=φ(X) ψ(X) .类似于求φ(x) ψ(x) 导数的方法,可以在等式两边求对数或化为e ψ(x)lnφ(x) 形式进行求解,我们仍然运用分布函数法来解答本题.
已知X的密度函数为 Y=X lnX =e (lnX)2 =e Z ,其中Z=(lnX) 2 .若记Z的分布函数为F Z (z),则当z≤0时,F Z (z)=0;当z>0时,由于X在(0,1)上取值,因而有

即Z的分布函数为

因而Y=e Z 的分布函数为
F Y (y)=P{Y≤y}=P{e Z ≤y},
其中Z=(lnX) 2 的取值是非负的.因而当y≤1时,F Y (y)=0;当y>1时,
F Y (y)=P{0<Z≤lny}=F Z (lny)-F Z (0)=
故所求的Y的概率密度函数为

[解法二] F Y (y)=P{Y≤y}=P{X lnX ≤y}=P{e (lnX)2 ≤y}.
当y≤1时,F Y (y)=0;当y>1时,由于X在(0,1)上取值,故有

从而Y的分布函数为

于是Y的密度函数