9.已知随机变量(X_(1),X_(2))的概率密度为f_(1)(x_(1),x_(2)),设Y_(1)=2X_(1),Y_(2)=(1)/(3)X_(2),则随机变量(Y_(1),Y_(2))的概率密度f_(2)(y_(1),y_(2))=()A. f_(1)((1)/(2)y_(1),3y_(2))B. (3)/(2)f_(1)((1)/(2)y_(1),3y_(2))C. f_(1)(2y_(1),(1)/(3)y_(2))D. (2)/(3)f_(1)(2y_(1),(1)/(3)y_(2))
A. $f_{1}(\frac{1}{2}y_{1},3y_{2})$
B. $\frac{3}{2}f_{1}(\frac{1}{2}y_{1},3y_{2})$
C. $f_{1}(2y_{1},\frac{1}{3}y_{2})$
D. $\frac{2}{3}f_{1}(2y_{1},\frac{1}{3}y_{2})$
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查随机变量的概率密度变换,涉及雅可比行列式的应用。关键在于理解变量替换时如何调整概率密度函数。
解题核心思路:
- 变量替换关系:将新变量$Y_1, Y_2$表示为原变量$X_1, X_2$的函数,并求出反函数。
- 雅可比行列式计算:计算变量替换的雅可比行列式,用于调整概率密度。
- 概率密度变换公式:根据公式$f_Y(y) = f_X(x) \cdot |\text{Jacobian行列式}|$,代入反函数和行列式值。
破题关键点:
- 正确建立变量关系:明确$Y_1 = 2X_1$和$Y_2 = \frac{1}{3}X_2$的反函数形式。
- 准确计算雅可比行列式:注意行列式的绝对值对概率密度的影响。
变量替换与雅可比行列式
-
变量关系:
由$Y_1 = 2X_1$得$X_1 = \frac{Y_1}{2}$,由$Y_2 = \frac{1}{3}X_2$得$X_2 = 3Y_2$。 -
雅可比矩阵:
$\frac{\partial(X_1, X_2)}{\partial(Y_1, Y_2)} = \begin{pmatrix} \frac{\partial X_1}{\partial Y_1} & \frac{\partial X_1}{\partial Y_2} \\ \frac{\partial X_2}{\partial Y_1} & \frac{\partial X_2}{\partial Y_2} \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} \frac{1}{2} & 0 \\ 0 & 3 \end{pmatrix}$ -
行列式计算:
$\left| \frac{\partial(X_1, X_2)}{\partial(Y_1, Y_2)} \right| = \frac{1}{2} \cdot 3 - 0 = \frac{3}{2}$
概率密度变换公式
根据变量替换公式:
$f_2(y_1, y_2) = f_1\left(\frac{y_1}{2}, 3y_2\right) \cdot \left|\frac{\partial(X_1, X_2)}{\partial(Y_1, Y_2)}\right| = \frac{3}{2} f_1\left(\frac{y_1}{2}, 3y_2\right)$
选项匹配:
选项B的表达式$\frac{3}{2}f_1\left(\frac{1}{2}y_1, 3y_2\right)$与推导结果一致。