题目
设X与Y相互独立,且 E(x)=2,E(Y)=3,D(X)=D(Y)=1,则E【(x-y)2】=?
设X与Y相互独立,且 E(x)=2,E(Y)=3,D(X)=D(Y)=1,则E【(x-y)2】=?
题目解答
答案
E(x)=2,E(Y)=3,D(X)=D(Y)=1
E[(X-Y)2]=E(X2-2XY+Y2)=E(X2)-2E(XY)+E(Y2)=D(X)+{E(X)}2+D(Y)+{E(Y)}2-2E(X)E(Y)=1+4+1+9-12=3
E[(X-Y)2]=E(X2-2XY+Y2)=E(X2)-2E(XY)+E(Y2)=D(X)+{E(X)}2+D(Y)+{E(Y)}2-2E(X)E(Y)=1+4+1+9-12=3
解析
考查要点:本题主要考查期望与方差的性质,特别是独立随机变量的期望运算,以及如何将平方差展开后利用方差公式进行转化。
解题核心思路:
- 展开平方项:将$(X-Y)^2$展开为$X^2 - 2XY + Y^2$,再逐项计算期望。
- 利用方差公式:通过$E(X^2) = D(X) + [E(X)]^2$和$E(Y^2) = D(Y) + [E(Y)]^2$计算二次项的期望。
- 独立变量的性质:由于$X$与$Y$独立,$E(XY) = E(X)E(Y)$,从而简化中间项的计算。
破题关键点:
- 正确展开平方项并拆分为三个独立部分。
- 灵活运用方差与期望的关系计算二次项。
- 利用独立性简化乘积项的期望。
步骤1:展开平方项
$E[(X-Y)^2] = E[X^2 - 2XY + Y^2] = E(X^2) - 2E(XY) + E(Y^2)$
步骤2:计算二次项的期望
根据方差公式$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$,可得:
$E(X^2) = D(X) + [E(X)]^2 = 1 + 2^2 = 5$
同理,
$E(Y^2) = D(Y) + [E(Y)]^2 = 1 + 3^2 = 10$
步骤3:计算乘积项的期望
由于$X$与$Y$独立,$E(XY) = E(X)E(Y) = 2 \times 3 = 6$,因此:
$-2E(XY) = -2 \times 6 = -12$
步骤4:综合所有项
将各部分代入原式:
$E[(X-Y)^2] = 5 - 12 + 10 = 3$