题目
对随机变量X,Y,已知D(X)=2,D(Y)=3,cov(X,Y)=-1,则cov(3x-2y+1,x+4y-3)= .
对随机变量X,Y,已知D(X)=2,D(Y)=3,cov(X,Y)=-1,则cov(3x-2y+1,x+4y-3)= .
题目解答
答案
最佳答案
cov(3x-2y+1,x+4y-3)
=3cov(x,x)+12cov(x,y)-2cov(y,x)-8cov(y,y)
=3D(X)-8D(Y)+10cov(X,Y)
=6-24-10
=-28
解析
考查要点:本题主要考查协方差的性质及其在随机变量线性组合中的应用。
解题核心思路:利用协方差的线性性质,将复杂表达式分解为基本协方差项,结合已知方差和协方差进行计算。
破题关键点:
- 忽略常数项:协方差中常数项与任何变量的协方差为0,可简化计算。
- 分解线性组合:将两个线性组合的协方差展开为各变量对的协方差之和。
- 应用协方差性质:利用
cov(aX, bY) = ab cov(X,Y)和cov(X,X)=D(X)进行代数运算。
步骤1:简化表达式
由于协方差中常数项不影响结果,原式可简化为:
$\text{cov}(3X-2Y, X+4Y)$
步骤2:展开协方差
根据协方差的线性性质,展开为四个基本项:
$\begin{aligned}\text{cov}(3X-2Y, X+4Y) &= \text{cov}(3X, X) + \text{cov}(3X, 4Y) \\&\quad + \text{cov}(-2Y, X) + \text{cov}(-2Y, 4Y)\end{aligned}$
步骤3:逐项计算
- $\text{cov}(3X, X)$:
$3 \cdot \text{cov}(X, X) = 3D(X) = 3 \times 2 = 6$ - $\text{cov}(3X, 4Y)$:
$3 \times 4 \cdot \text{cov}(X, Y) = 12 \times (-1) = -12$ - $\text{cov}(-2Y, X)$:
$-2 \times 1 \cdot \text{cov}(Y, X) = -2 \times (-1) = 2$ - $\text{cov}(-2Y, 4Y)$:
$-2 \times 4 \cdot \text{cov}(Y, Y) = -8D(Y) = -8 \times 3 = -24$
步骤4:合并结果
将所有项相加:
$6 + (-12) + 2 + (-24) = -28$