题目
设两个相互独立的随机变量X和Y分别服从正态分布N(0,1)和N(0,1),则( )(A)N(0,1)(B)N(0,1)(C)N(0,1)(D)N(0,1)
设两个相互独立的随机变量X和Y分别服从正态分布
和
,则( )
(A)
(B)
(C)
(D)
题目解答
答案
两个相互独立的随机变量X和Y分别服从正态分布
和
,则
本题中


(A)
(B)
(C)
(D)
故选:B.
解析
考查要点:本题主要考查独立正态随机变量的线性组合的分布及其概率计算,涉及正态分布的性质、标准化方法以及标准正态分布函数的应用。
解题核心思路:
- 确定线性组合的分布:根据独立正态变量的性质,若$X \sim N(\mu_X, \sigma_X^2)$,$Y \sim N(\mu_Y, \sigma_Y^2)$,则$aX + bY \sim N(a\mu_X + b\mu_Y, a^2\sigma_X^2 + b^2\sigma_Y^2)$。
- 标准化处理:将线性组合的正态变量转化为标准正态变量$Z = \frac{aX + bY - E(aX + bY)}{\sqrt{D(aX + bY)}}$,利用标准正态分布函数$\Phi(z)$计算概率。
- 逐项验证:对每个选项中的概率表达式进行标准化,判断其是否等于$\frac{1}{2}$。
破题关键点:
- 正确计算均值与方差:注意系数$a$和$b$对均值和方差的影响。
- 标准化后的临界值判断:若标准化后的临界值为$0$,则对应概率为$\frac{1}{2}$;否则需通过$\Phi(z)$判断。
选项分析
选项B
目标:计算$P\{X + Y \leqslant 1\}$
- 确定分布:
$X \sim N(0,1)$,$Y \sim N(1,1)$,且独立,故:
$X + Y \sim N(0 + 1, 1^2 \cdot 1 + 1^2 \cdot 1) = N(1, 2)$ - 标准化:
$Z = \frac{X + Y - 1}{\sqrt{2}} \sim N(0,1)$ - 概率计算:
$P\{X + Y \leqslant 1\} = P\left\{Z \leqslant \frac{1 - 1}{\sqrt{2}}\right\} = \Phi(0) = \frac{1}{2}$
结论:选项B正确。
其他选项简析
- 选项A:标准化后临界值为$-\frac{1}{\sqrt{2}}$,对应概率$\Phi(-\frac{1}{\sqrt{2}}) \neq \frac{1}{2}$。
- 选项C:标准化后临界值为$\frac{1}{\sqrt{2}}$,对应概率$\Phi(\frac{1}{\sqrt{2}}) \neq \frac{1}{2}$。
- 选项D:标准化后临界值为$\sqrt{2}$,对应概率$\Phi(\sqrt{2}) \neq \frac{1}{2}$。