为了证明$Y = F(X)$服从$[0,1]$上的均匀分布,我们需要证明其分布函数满足均匀分布的定义。 第一步,由题意知,随机变量$X$的分布函数$F(x)$是连续函数。 第二步,根据随机变量的分布函数的性质,对于任意实数$x$,有$0 \leq F(x) \leq 1$。 第三步,考虑$Y = F(X)$的分布函数。对于任意$y \in [0,1]$,我们需要找到$P(Y \leq y)$。 第四步,由于$F(X)$是$X$的分布函数,所以$P(X \leq x) = F(x)$。因此,$P(Y \leq y) = P(F(X) \leq y)$。 第五步,由于$F(x)$是单调不减的(这是分布函数的性质),所以$F(X) \leq y$等价于$X \leq x_y$,其中$x_y$是满足$F(x_y) = y$的解(注意,由于$F(x)$是连续的,这样的解总是存在的)。 第六步,根据第五步,我们有$P(Y \leq y) = P(X \leq x_y) = F(x_y) = y$。 第七步,注意到当$y < 0$时,$P(Y \leq y) = 0$(因为$F(X)$的最小值是0),当$y > 1$时,$P(Y \leq y) = 1$(因为$F(X)$的最大值是1)。 综上,我们证明了对于任意$y \in \mathbb{R}$,$P(Y \leq y) = \min(y, 1)$,当$y \in [0,1]$时,$P(Y \leq y) = y$,这正是$[0,1]$上均匀分布的分布函数。因此,$Y = F(X)$服从$[0,1]$上的均匀分布。

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