Question

大学概率论问题

分子运动速度的绝对值服从麦克斯韦分布,其概率密度为 f(x)=Ax^2*e^(-x^2/b) x>0 其中b=m/(2kT),k为玻耳兹曼常数，T为绝对温度,m是分子的质量，试确定常数A

Answer 1

利用概率密度函数的归一性，也就是在R上的积分值=1
∫Ax²e^(-x²/b)dx
=0.5A∫xe^(-x²/b)dx²
=-0.5Ab∫xd(e^(-x²/b))
=-0.5Abxe^(-x²/b)在0到正无穷大的增量+0.5Ab∫e^(-x²/b)dx
=0.5Ab√b*∫e^(-x²/b)d(x/√b)
=0.25Ab√π√b=1
所以A=4/(b√b√π)
其中用到了欧拉积分∫e^(-x²)dx=0.5√π，积分区间都是0到正无穷大 ，因为题目限制了x>0

Answer 2

利用概率密度函数的归一性，也就是在R上的积分值=1
∫Ax²e^(-x²/b)dx
=0.5A∫xe^(-x²/b)dx²
=-0.5Ab∫xd(e^(-x²/b))
=-0.5Abxe^(-x²/b)在0到正无穷大的增量+0.5Ab∫e^(-x²/b)dx
=0.5Ab√b*∫e^(-x²/b)d(x/√b)
=0.25Ab√π√b=1
所以A=4/(b√b√π)
其中用到了欧拉积分∫e^(-x²)dx=0.5√π，积分区间都是0到正无穷大 ，因为题目限制了x>0