题目
25.设随机变量(X,Y)的分布律为X-|||-Y -1 0 1-|||--1 dfrac (1)(8) dfrac (1)(8) dfrac (1)(8)-|||-0 dfrac (1)(8) 0 dfrac (1)(8)-|||-1 dfrac (1)(8) dfrac (1)(8) dfrac (1)(8)验证X和Y是不相关的,但X和Y不是相互独立的。
25.设随机变量(X,Y)的分布律为

验证X和Y是不相关的,但X和Y不是相互独立的。
题目解答
答案
解:
E(x)=
E(Y)=
∵
,E(xY)=0
E(x)
E(Y)=E(xY)
∴X和Y是不相关的
∵P(x=2)
P(Y=0)=
P(xY)=
∴X,Y不相互独立。
解析
考查要点:本题主要考查随机变量的不相关性和独立性的判断方法。
解题思路:
- 不相关性:通过计算协方差 $\text{Cov}(X,Y)$ 是否为零来判断。若 $\text{Cov}(X,Y)=0$,则 $X$ 和 $Y$ 不相关。
- 独立性:验证是否对所有 $x,y$,有 $P(X=x,Y=y)=P(X=x)P(Y=y)$。若存在某对 $(x,y)$ 不满足,则 $X$ 和 $Y$ 不独立。
关键点:
- 协方差公式:$\text{Cov}(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)$。
- 独立性定义:联合概率与边缘概率的乘积是否相等。
步骤1:计算边缘分布与期望
边缘分布:
- $P(X=1)=\dfrac{3}{8}$,$P(X=2)=\dfrac{2}{8}$,$P(X=3)=\dfrac{3}{8}$
- $P(Y=-1)=\dfrac{3}{8}$,$P(Y=0)=\dfrac{2}{8}$,$P(Y=1)=\dfrac{3}{8}$
期望计算:
$E(X) = 1 \cdot \dfrac{3}{8} + 2 \cdot \dfrac{2}{8} + 3 \cdot \dfrac{3}{8} = \dfrac{16}{8} = 2$
$E(Y) = (-1) \cdot \dfrac{3}{8} + 0 \cdot \dfrac{2}{8} + 1 \cdot \dfrac{3}{8} = 0$
步骤2:计算 $E(XY)$
遍历所有可能的 $(X,Y)$ 组合,计算 $XY$ 的期望:
$E(XY) = \sum_{x,y} xy \cdot P(X=x,Y=y) = 0$
步骤3:验证不相关性
协方差为:
$\text{Cov}(X,Y) = E(XY) - E(X)E(Y) = 0 - 2 \cdot 0 = 0$
因此,$X$ 和 $Y$ 不相关。
步骤4:验证独立性
以 $(X=2,Y=0)$ 为例:
$P(X=2,Y=0) = 0, \quad P(X=2)P(Y=0) = \dfrac{2}{8} \cdot \dfrac{2}{8} = \dfrac{1}{16}$
由于 $0 \neq \dfrac{1}{16}$,$X$ 和 $Y$ 不独立。