随机变量X在区间[a, b]上服从均匀分布时,其概率密度函数(PDF,Probability Density Function)f(x)具体计算如下:
首先,设随机变量X服从区间[a, b]上的均匀分布,记作 X ~ U(a, b)。
均匀分布的区间长度是 (b - a)。
由于整个区间上的概率总和必须为1,因此概率密度函数需要在整个区间上进行积分,且积分结果必须等于1。对于均匀分布来说,高度是恒定的,我们可以通过求解以下方程来找到这个恒定的高度: ∫[a, b] f(x)dx = 1
由于 f(x) 在区间 [a, b] 上是常数,根据积分的性质,可以得出: f(x) * (b - a) = 1
将上述方程解出 f(x),得到随机变量X的概率密度函数: f(x) = 1 / (b - a)
注意f(x)只在区间[a, b]上有效,当x < a 或 x > b时,f(x) = 0。 因此,最终的PDF可以表示为: f(x) = \begin{cases} \frac{1}{b - a}, & \text{if } a \leq x \leq b \ 0, & \text{otherwise} \end{cases}
这就是随机变量在区间[a, b]上服从均匀分布的概率密度函数f(x)的计算方法。在这个范围内,每个点取值的概率是相等的。