El pdf conjunto de X e Y viene dado por [math] f_ {X, Y} (x, y) = (1/4) (yx) e ^ {- y} [/ math] para [math] -y < x <y [/ matemáticas]. ¿Qué es [math] f_ {X} (x) [/ math]?

Dado [matemática] f_ {X, Y} (x, y) = \ dfrac {(yx) e ^ {- y}} {4} \ text {for} -y <x <y [/ math]

Encuentre [matemáticas] f_X (x) [/ matemáticas]

Para encontrar la distribución de [math] x [/ math], tenemos que integrar sobre [math] y [/ math]. Por lo tanto, creo que el primer paso sería examinar dónde el pdf no es cero.

[matemáticas] -y <x <y [/ matemáticas]

[matemáticas] (- y <x) \ cap (x <y) [/ matemáticas]

[matemáticas] (y> -x) \ cap (y> x) [/ matemáticas]

Si [matemática] x> 0 [/ matemática], eso debe significar [matemática] y> x [/ matemática], porque [matemática] x> -x [/ matemática] cuando [matemática] x> 0 [/ matemática]

Si [matemática] x -x [/ matemática], porque [matemática] -x> x [/ matemática] cuando [matemática] x <0 [/ matemática]

Cuando [math] x = 0 [/ math], cualquiera de los dos está bien.

Eso significa que esto se puede dividir en 2 intervalos.

Si [matemática] x \ ge 0 [/ matemática] (que significa [matemática] y> x [/ matemática]):

[matemáticas] \ displaystyle f_X (x) = \ int_x ^ \ infty \ dfrac {(yx) e ^ {- y}} {4} dy [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle f_X (x) = \ dfrac {1} {4} \ int_x ^ \ infty ye ^ {- y} dy – \ dfrac {x} {4} \ int_x ^ \ infty e ^ {- y} dy [/ math]

Para la primera integral:

[matemáticas] \ displaystyle \ int_x ^ \ infty ye ^ {- y} dy [/ math]

Aplicaré la integración tabular por partes. Integración por partes – Wikipedia

[matemáticas] u = y [/ matemáticas] [matemáticas] dv = e ^ {- y} dy [/ matemáticas]

[matemáticas] y \ mid e ^ {- y} [/ matemáticas]

[matemáticas] 1 \ mid -e ^ {- y} [/ matemáticas]

[matemáticas] 0 \ mid e ^ {- y} [/ matemáticas]

Eso nos da:

[matemáticas] \ displaystyle \ int_x ^ \ infty ye ^ {- y} dy = (y (-e ^ {- y}) – 1 (e ^ {- y})) | _x ^ \ infty = (-ye ^ {-y} – e ^ {- y}) | _x ^ \ infty = xe ^ {- x} + e ^ {- x} [/ math]

Para la segunda integral:

[matemáticas] \ displaystyle \ int_x ^ \ infty e ^ {- y} dy = -e ^ {- y} | _x ^ \ infty = e ^ {- x} [/ math]

Por lo tanto, la expresión para el pdf marginal se convierte en:

[matemáticas] \ displaystyle f_X (x) = \ dfrac {1} {4} \ int_x ^ \ infty ye ^ {- y} dy – \ dfrac {x} {4} \ int_x ^ \ infty e ^ {- y} dy [/ math]

[matemáticas] f_X (x) = \ dfrac {1} {4} (xe ^ {- x} + e ^ {- x}) – \ dfrac {x} {4} (e ^ {- x}) [/ matemáticas]

[matemáticas] f_X (x) = \ dfrac {xe ^ {- x}} {4} + \ dfrac {e ^ {- x}} {4} – \ dfrac {xe ^ {- x}} {4} [ /matemáticas]

[matemáticas] f_X (x) = \ dfrac {e ^ {- x}} {4} \ text {para} x \ ge 0 [/ matemáticas]

Si [matemática] x \ le 0 [/ matemática] (que significa [matemática] y> -x [/ matemática]):

[matemáticas] \ displaystyle f_X (x) = \ int _ {- x} ^ \ infty \ dfrac {(yx) e ^ {- y}} {4} dy [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle f_X (x) = \ dfrac {1} {4} \ int _ {- x} ^ \ infty ye ^ {- y} dy – \ dfrac {x} {4} \ int _ {- x} ^ \ infty e ^ {- y} dy [/ math]

Aplicando nuevamente la integración tabular por partes en la primera integral:

[matemáticas] f_X (x) = \ dfrac {1} {4} (- ye ^ {- y} – e ^ {- y}) | _ {- x} ^ \ infty – \ dfrac {x} {4} (-e ^ {- y}) | _ {- x} ^ \ infty [/ math]

[matemáticas] f_X (x) = \ dfrac {1} {4} (- xe ^ x + e ^ x) + \ dfrac {x} {4} (e ^ x) [/ matemáticas]

[matemáticas] f_X (x) = – \ dfrac {xe ^ x} {4} + \ dfrac {e ^ x} {4} + \ dfrac {xe ^ x} {4} [/ matemáticas]

[matemáticas] f_X (x) = \ dfrac {e ^ x} {4} \ text {para} x \ le 0 [/ matemáticas]

Eso nos da:

[matemáticas] f_X (x) = \ begin {cases} \ dfrac {e ^ {- x}} {4} & \ text {for} x \ ge 0 \\ \ dfrac {e ^ {x}} {4} \ text {for} x \ le 0 \ end {cases} [/ math]