平成29年損保数理過去問 問題文中の積分

下記を積分する。
I=Φ(a+bx)ϕ(x)dx

ただし、
ϕ(x)=12πexp(12x2)Φ(x)=x12πexp(12t2)
である。

積分

I=Φ(a+bx)ϕ(x)dx=12πdxa+bxdyexp[12(x2+y2)]=12πdxbxdyexp[12x2+(y+a)2]()=12πdx0dyexp[12(xcosθ+ysinθ)2+(xsinθ+ycosθ+a)2](:θ=arctan(b))=12πdx0dyexp[12(xasinθ)2+(y+acosθ)2]=12πexp[12(xasinθ)2]dx012πexp[12(y+acosθ)2]=1Φ(acosθ)=Φ(a1+b2)

まとめ

Φ(a+bx)ϕ(x)dx=Φ(a1+b2)

a=12b=1のとき、

I=Φ(12+x)ϕ(x)dx=Φ(121+12)=Φ(12)=0.6915

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