(X,Y)是二维随机向量,与Cov(X,Y)=0不等价的是()A. E(XY)=E(X)E(Y)B. D(X+Y)=D(X)+D(Y)C. D(X-Y)=D(X)+D(Y)D. X和Y相互独立
A. E(XY)=E(X)E(Y)
B. D(X+Y)=D(X)+D(Y)
C. D(X-Y)=D(X)+D(Y)
D. X和Y相互独立
题目解答
答案
解析
本题考查二维随机向量的协方差、期望、方差以及随机变量独立性之间的关系。解题的关键在于明确各个概念之间的联系和区别,通过相关公式来判断每个选项与$Cov(X,Y)=0$是否等价。
选项A
根据协方差的定义公式$Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)$。
若$Cov(X,Y)=0$,则$E(XY)-E(X)E(Y)=0$,移项可得$E(XY)=E(X)E(Y)$;反之,若$E(XY)=E(X)E(Y)$,代入协方差公式可得$Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)=0$。所以$Cov(X,Y)=0$与$E(XY)=E(X)E(Y)$是等价的。
选项B
根据方差的性质$D(X + Y)=D(X)+D(Y)+2Cov(X,Y)$。
若$Cov(X,Y)=0$,则$D(X + Y)=D(X)+D(Y)+2\times0=D(X)+D(Y)$;反之,若$D(X + Y)=D(X)+D(Y)$,即$D(X)+D(Y)+2Cov(X,Y)=D(X)+D(Y)$,两边同时减去$D(X)+D(Y)$可得$2Cov(X,Y)=0$,即$Cov(X,Y)=0$。所以$Cov(X,Y)=0$与$D(X + Y)=D(X)+D(Y)$是等价的。
选项C
根据方差的性质$D(X - Y)=D(X)+D(Y)-2Cov(X,Y)$。
若$Cov(X,Y)=0$,则$D(X - Y)=D(X)+D(Y)-2\times0=D(X)+D(Y)$;反之,若$D(X - Y)=D(X)+D(Y)$,即$D(X)+D(Y)-2Cov(X,Y)=D(X)+D(Y)$,两边同时减去$D(X)+D(Y)$可得$-2Cov(X,Y)=0$,即$Cov(X,Y)=0$。所以$Cov(X,Y)=0$与$D(X - Y)=D(X)+D(Y)$是等价的。
选项D
若$X$和$Y$相互独立,则$Cov(X,Y)=0$,这是因为相互独立的随机变量的协方差为$0$。但是,当$Cov(X,Y)=0$时,不能推出$X$和$Y$相互独立。例如,设$X$服从$[-1,1]$上的均匀分布,$Y = X^2$,可计算出$Cov(X,Y)=0$,但$Y$是由$X$确定的函数,它们并不相互独立。所以$Cov(X,Y)=0$与$X$和$Y$相互独立不等价。