题目
(i)设二维随机变量(X,Y)服从二维正态分布,则随机变量 varepsilon =X+Y 与 n=X-Y 不-|||-相关的充分必要条件为 () .-|||-(A) E(X)=E(Y) (B) ((X)^2)-([ E(X)] )^2=(E)_(({Y)^2)}-([ E(Y)] )^2-|||-(C) ((X)^2)=E((Y)^2) (D) ((X)^2)+([ E(X)] )^2=(E)_(({Y)^2)+([ E(Y)] )^2

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查二维正态分布下随机变量不相关的条件,涉及协方差的计算及方差的性质。
解题核心思路:
对于二维正态分布,随机变量不相关的充要条件是它们的协方差为零。通过展开协方差表达式,结合方差的定义,推导出方差相等的条件,进而匹配选项。
破题关键点:
- 协方差展开:利用协方差的线性性质,将$\text{Cov}(X+Y, X-Y)$展开为$\text{Var}(X) - \text{Var}(Y)$。
- 方差相等:当且仅当$\text{Var}(X) = \text{Var}(Y)$时,协方差为零,即不相关。
- 选项匹配:将方差相等的条件转化为选项中的表达式,注意方差的定义$\text{Var}(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$。
步骤1:计算协方差
协方差$\text{Cov}(\varepsilon, \eta)$展开为:
$\begin{aligned}\text{Cov}(X+Y, X-Y) &= \text{Cov}(X, X) - \text{Cov}(X, Y) + \text{Cov}(Y, X) - \text{Cov}(Y, Y) \\&= \text{Var}(X) - \text{Var}(Y).\end{aligned}$
步骤2:不相关条件
当且仅当$\text{Cov}(\varepsilon, \eta) = 0$时,$\varepsilon$与$\eta$不相关,即:
$\text{Var}(X) = \text{Var}(Y).$
步骤3:方差表达式转换
根据方差的定义:
$\text{Var}(X) = E(X^2) - [E(X)]^2, \quad \text{Var}(Y) = E(Y^2) - [E(Y)]^2.$
因此,$\text{Var}(X) = \text{Var}(Y)$等价于选项B:
$E(X^2) - [E(X)]^2 = E(Y^2) - [E(Y)]^2.$
选项分析:
- A:$E(X) = E(Y)$与方差无关,排除。
- C:$E(X^2) = E(Y^2)$未考虑期望的影响,排除。
- D:表达式形式不符合方差相等的条件,排除。
- B:直接对应方差相等,正确。