题目
设随机变量 X 和 Y 相互独立且都服从 (0, 1)上的均匀分布,则( )服从区间或区域上的均匀分布.A. (X , Y )B. X + Y C. X 2 D. X – Y.
设随机变量 X 和 Y 相互独立且都服从 (0, 1)上的均匀分布,则( )服从区间或区域上的均匀分布.
A. (X , Y )
B. X + Y
C. X 2
D. X – Y.
题目解答
答案
A. (X , Y )
解析
考查要点:本题主要考查独立随机变量的联合分布以及函数变换后的分布性质。关键在于理解独立均匀分布变量的联合分布仍为均匀分布,而通过加、减、平方等运算后的变量分布会发生变化。
解题核心思路:
- 联合分布:若两个独立随机变量均服从均匀分布,则它们的联合分布构成的区域上仍为均匀分布。
- 函数变换:对单变量(如平方、线性变换)或双变量(如加法、减法)的运算会改变原分布的形态,通常不再保持均匀性。
破题关键点:
- 选项A的联合分布直接由独立性决定,无需运算,保持均匀性。
- 其余选项均涉及对原变量的运算,需分析其分布是否均匀。
选项A:$(X, Y)$
分析:
- $X$和$Y$独立且均服从$(0,1)$上的均匀分布,其联合概率密度函数为:
$f_{X,Y}(x,y) = f_X(x) \cdot f_Y(y) = 1 \cdot 1 = 1 \quad \text{(在区域 } 0 \leq x \leq 1, 0 \leq y \leq 1\text{ 内)}$ - 因此,$(X, Y)$在单位正方形区域上服从均匀分布。
选项B:$X + Y$
分析:
- $X + Y$的取值范围为$(0, 2)$,其概率密度函数为$X$和$Y$的卷积,计算得:
$f_{X+Y}(z) = \begin{cases} z & 0 \leq z \leq 1, \\ 2 - z & 1 \leq z \leq 2. \end{cases}$ - 分布呈现三角形形态,非均匀分布。
选项C:$X^2$
分析:
- 通过变量变换法,$Z = X^2$的取值范围为$(0, 1)$,其概率密度函数为:
$f_Z(z) = f_X(\sqrt{z}) \cdot \left| \frac{d}{dz} (\sqrt{z}) \right| = \frac{1}{2\sqrt{z}}.$ - 分布在$(0,1)$上非均匀,密度随$z$减小而增大。
选项D:$X - Y$
分析:
- $X - Y$的取值范围为$(-1, 1)$,其概率密度函数为$X$和$-Y$的卷积,计算得:
$f_{X-Y}(d) = \begin{cases} 1 + d & -1 \leq d \leq 0, \\ 1 - d & 0 \leq d \leq 1. \end{cases}$ - 分布呈现对称三角形形态,非均匀分布。