题目
设随机变量X,Y相互独立,且均服从参数为λ的指数分布,令Z=|X-Y|,则下列随机变量与Z同分布的是 ( )A. X+YB. (X+Y)/(2)C. 2XD. X
设随机变量X,Y相互独立,且均服从参数为λ的指数分布,令$Z=|X-Y|$,则下列随机变量与Z同分布的是 ( )
A. X+Y
B. $\frac{X+Y}{2}$
C. 2X
D. X
题目解答
答案
D. X
解析
本题考查指数分布的性质及随机变量函数的分布。关键点在于理解两个独立同分布指数变量的绝对值差的分布特性。由于指数分布具有无记忆性,且X和Y独立同分布,通过分析|X−Y|的分布函数,可以发现其与原变量X的分布函数相同,从而得出正确答案。
分布函数推导
-
定义事件概率
$F_Z(z) = P(|X - Y| \leq z) = 1 - P(X - Y > z) - P(Y - X > z)$。 -
利用对称性简化
由于X和Y独立同分布,$P(X - Y > z) = P(Y - X > z)$,因此:
$F_Z(z) = 1 - 2P(X - Y > z)$ -
计算单边概率
$P(X - Y > z) = \int_{0}^{\infty} \int_{y+z}^{\infty} \lambda e^{-\lambda x} \lambda e^{-\lambda y} \, dx \, dy = \frac{1}{2} e^{-\lambda z}$ -
代入总概率
$F_Z(z) = 1 - 2 \cdot \frac{1}{2} e^{-\lambda z} = 1 - e^{-\lambda z}$ -
结论
$F_Z(z)$与X的分布函数相同,因此Z与X同分布。