题目
设两个相互独立的随机变量X和Y分别服从正态分布N(0,1)和N(1,1),则( )A. P(X+Yleqslant 0)=dfrac(1)(2)B. PX+Yleqslant 1=dfrac(1)(2)C. PX-Yleqslant 0=dfrac(1)(2)D. PX-Yleqslant 1=dfrac(1)(2)
设两个相互独立的随机变量$X$和$Y$分别服从正态分布$N\left(0,1\right)$和$N\left(1,1\right)$,则( )
A. $P\left(X+Y\leqslant 0\right)=\dfrac{1}{2}$
B. $P\left\{X+Y\leqslant 1\right\}=\dfrac{1}{2}$
C. $P\left\{X-Y\leqslant 0\right\}=\dfrac{1}{2}$
D. $P\left\{X-Y\leqslant 1\right\}=\dfrac{1}{2}$
题目解答
答案
B. $P\left\{X+Y\leqslant 1\right\}=\dfrac{1}{2}$
解析
步骤 1:确定$X+Y$的分布
由于$X$和$Y$是相互独立的随机变量,且分别服从正态分布$N(0,1)$和$N(1,1)$,根据正态分布的性质,$X+Y$也服从正态分布。根据数学期望与方差的性质,我们有:
$E(X+Y) = E(X) + E(Y) = 0 + 1 = 1$
$D(X+Y) = D(X) + D(Y) = 1 + 1 = 2$
因此,$X+Y$服从正态分布$N(1,2)$。
步骤 2:确定$X-Y$的分布
同样地,$X-Y$也服从正态分布。根据数学期望与方差的性质,我们有:
$E(X-Y) = E(X) - E(Y) = 0 - 1 = -1$
$D(X-Y) = D(X) + D(Y) = 1 + 1 = 2$
因此,$X-Y$服从正态分布$N(-1,2)$。
步骤 3:计算概率
根据正态分布的性质,对于$X+Y$服从$N(1,2)$,我们有:
$P(X+Y \leqslant 1) = \phi\left(\frac{1-1}{\sqrt{2}}\right) = \phi(0) = \frac{1}{2}$
其中,$\phi$是标准正态分布的累积分布函数。
对于$X-Y$服从$N(-1,2)$,我们有:
$P(X-Y \leqslant -1) = \phi\left(\frac{-1-(-1)}{\sqrt{2}}\right) = \phi(0) = \frac{1}{2}$
因此,选项B成立,而选项A、C、D不成立。
由于$X$和$Y$是相互独立的随机变量,且分别服从正态分布$N(0,1)$和$N(1,1)$,根据正态分布的性质,$X+Y$也服从正态分布。根据数学期望与方差的性质,我们有:
$E(X+Y) = E(X) + E(Y) = 0 + 1 = 1$
$D(X+Y) = D(X) + D(Y) = 1 + 1 = 2$
因此,$X+Y$服从正态分布$N(1,2)$。
步骤 2:确定$X-Y$的分布
同样地,$X-Y$也服从正态分布。根据数学期望与方差的性质,我们有:
$E(X-Y) = E(X) - E(Y) = 0 - 1 = -1$
$D(X-Y) = D(X) + D(Y) = 1 + 1 = 2$
因此,$X-Y$服从正态分布$N(-1,2)$。
步骤 3:计算概率
根据正态分布的性质,对于$X+Y$服从$N(1,2)$,我们有:
$P(X+Y \leqslant 1) = \phi\left(\frac{1-1}{\sqrt{2}}\right) = \phi(0) = \frac{1}{2}$
其中,$\phi$是标准正态分布的累积分布函数。
对于$X-Y$服从$N(-1,2)$,我们有:
$P(X-Y \leqslant -1) = \phi\left(\frac{-1-(-1)}{\sqrt{2}}\right) = \phi(0) = \frac{1}{2}$
因此,选项B成立,而选项A、C、D不成立。