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Questão FC623972

Qual o valor do desvio padrão da variável aleatória X?

Variáveis Aleatórias

CESGRANRIO · 2022

Seja X uma variável aleatória absolutamente contínua com função de distribuição acumulada dada por

 

\(F_x(x) = \begin{cases} 0 , x < - 1 \\ \large{2 + 3x - x^3 \over 4} , -1 \le x \le 1 \\ 1, x > 1 \end{cases}\)

 

Qual o valor do desvio padrão da variável aleatória X?

  1. \(\large {1 \over 3}\)

  2. \(\large {2 \over 5}\)

  3. \(\large {\sqrt{5} \over 5}\)

  4. \(\large {\sqrt{15} \over 4}\)

  5. \(\large {\sqrt{39} \over 15}\)

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Gabarito

Certo

Comentário do professor

A partir da função acumulada, obtenha a função densidade por derivação: \(f(x)=F'_X(x)=\dfrac{3-3x^2}{4}\) para \(-1\le x\le1\).

O cálculo da esperança usa \(E(X)=\int_{-1}^{1} x f(x)\,dx\). Como a integranda é função ímpar em um intervalo simétrico, temos \(\;E(X)=0\;\) por simetria.

Para \(E(X^2)\): \(E(X^2)=\int_{-1}^{1} x^2 f(x)\,dx=\dfrac{1}{4}\int_{-1}^{1}(3x^2-3x^4)\,dx\). Calculando, obtemos \(E(X^2)=\dfrac{1}{5}.\)

A variância é \(Var(X)=E(X^2)-E(X)^2=\tfrac{1}{5}-0=\tfrac{1}{5}\). Assim o desvio padrão é \(\sqrt{Var(X)}=\sqrt{\tfrac{1}{5}}=\dfrac{\sqrt{5}}{5}\).

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