Давайте разберёмся с задачей пошагово.
Задача:
Дана случайная величина \( X \), равномерно распределённая на интервале \([a, b]\). Нужно выбрать правильную формулу для преобразования \(X\) в новую случайную величину \( Y \), которая будет равномерно распределена на отрезке \([c, d]\).
Шаг 1: Свойства равномерного распределения
Если \( X \sim U(a, b) \), то ее значение равновероятно может находиться на любом месте между \(a\) и \(b\).
Задача — сделать так, чтобы \( Y \sim U(c, d) \).
Шаг 2: Общее преобразование
Для преобразования равномерной случайной величины с одного интервала на другой используют линейное преобразование:
\[ Y = \alpha X + \beta \]
Нужно найти такие \(\alpha\) и \(\beta\), чтобы \(Y\) был равномерным на \([c, d]\).
Шаг 3: Условие равномерного распределения
Рассмотрим границы:
- при \(X = a\), \(Y = c\)
- при \(X = b\), \(Y = d\)
Чтобы переход был линейным, то:
\[ Y = \frac{d - c}{b - a}(X - a) + c \]
Объясним подробнее:
- масштабируем диапазон \(X\) от \([a, b]\) в диапазон \([0, 1]\):
\[ U = \frac{X - a}{b - a} \]
- затем масштабируем \(U\) в интервал \([c, d]\):
\[ Y = c + (d - c) U \]
Подставим назад \(U\):
\[ Y = c + (d - c) \frac{X - a}{b - a} \]
Ответ:
Формула для преобразования:
\[ \boxed{ Y = c + \frac{d - c}{b - a} (X - a) } \]
или, более компактно:
\[ Y = \frac{d - c}{b - a} (X - a) + c \]
Итог:
Чтобы перейти от равномерного распределения на \([a, b]\) к равномерному на \([c, d]\), нужно умножить \(X - a\) на \(\frac{d - c}{b - a}\) и прибавить \(c\).
Если нужны более конкретные значения или объяснения — обращайтесь!