若随机变量X的期望E(X)存在,则方差D(X)也一定存在A 正确 B 错误
若随机变量X的期望E(X)存在,则方差D(X)也一定存在
A 正确
B 错误
题目解答
答案
根据方差计算公式:
当
的等于
时此时D(X)=0即方差不存在。所以本题选B。
解析
考查要点:本题主要考查方差存在的条件,以及期望与方差之间的关系。
解题核心思路:
方差的计算公式为 $D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$。方差存在的前提是 $E(X^2)$ 必须存在。即使 $E(X)$ 存在,若 $E(X^2)$ 不存在,则方差也不存在。因此,题目中的命题是否成立,取决于是否存在 $E(X)$ 存在但 $E(X^2)$ 不存在的情况。
破题关键点:
通过反例说明:存在某些随机变量,其期望存在,但二阶矩 $E(X^2)$ 不存在,从而导致方差不存在。
方差的定义为:
$D(X) = E\left[(X - E(X))^2\right] = E(X^2) - [E(X)]^2$
方差存在的条件是 $E(X^2)$ 必须存在。题目中仅给出 $E(X)$ 存在,但未说明 $E(X^2)$ 是否存在,因此命题不一定成立。
反例说明:
考虑随机变量 $X$ 的概率密度函数为:
$f(x) = \begin{cases}\frac{1}{\pi(1+x^2)}, & x \in \mathbb{R}\end{cases}$
-
期望计算:
$E(X) = \int_{-\infty}^{+\infty} \frac{x}{\pi(1+x^2)} dx = 0$
由于被积函数为奇函数,积分结果为 $0$,故 $E(X)$ 存在。 -
二阶矩计算:
$E(X^2) = \int_{-\infty}^{+\infty} \frac{x^2}{\pi(1+x^2)} dx$
该积分发散(因被积函数近似 $\frac{1}{x^2}$ 在无穷远处不收敛),故 $E(X^2)$ 不存在,方差 $D(X)$ 也不存在。
结论:存在 $E(X)$ 存在但 $D(X)$ 不存在的情况,因此原命题错误。