设随机变量X和Y相互独立,且X~N(0,1),Y~N(1,1),则()。A. PX + Y leq 0 = (1)/(2)B. PX + Y leq 1 = (1)/(2)C. PX - Y leq 0 = (1)/(2)D. PX - Y leq 1 = (1)/(2)
A. $P\{X + Y \leq 0\} = \frac{1}{2}$
B. $P\{X + Y \leq 1\} = \frac{1}{2}$
C. $P\{X - Y \leq 0\} = \frac{1}{2}$
D. $P\{X - Y \leq 1\} = \frac{1}{2}$
题目解答
答案
解析
本题考查正态分布的性质以及相互独立随机变量和与差的分布。解题思路是先根据已知条件求出$X + Y$与$X - Y$的分布,再根据正态分布的对称性来判断各个选项的正确性。
步骤一:求$X + Y$的分布
已知随机变量$X$和$Y$相互独立,且$X\sim N(0,1)$,$Y\sim N(1,1)$。
若两个相互独立的随机变量$X\sim N(\mu_1,\sigma_1^2)$,$Y\sim N(\mu_2,\sigma_2^2)$,则$X + Y\sim N(\mu_1 + \mu_2,\sigma_1^2 + \sigma_2^2)$。
对于本题,$\mu_1 = 0$,$\sigma_1^2 = 1$,$\mu_2 = 1$,$\sigma_2^2 = 1$,所以$X + Y\sim N(0 + 1,1 + 1)=N(1,2)$。
步骤二:判断选项A和B
对于正态分布$Z\sim N(\mu,\sigma^2)$,其概率密度函数关于$x = \mu$对称,即$P\{Z\leq\mu\}=\frac{1}{2}$。
因为$X + Y\sim N(1,2)$,所以$P\{X + Y\leq 1\}=\frac{1}{2}$,故选项B正确;而$P\{X + Y\leq 0\}\neq\frac{1}{2}$,选项A错误。
步骤三:求$X - Y$的分布
若两个相互独立的随机变量$X\sim N(\mu_1,\sigma_1^2)$,$Y\sim N(\mu_2,\sigma_2^2)$,则$X - Y\sim N(\mu_1 - \mu_2,\sigma_1^2 + \sigma_2^2)$。
对于本题,$\mu_1 = 0$,$\sigma_1^2 = 1$,$\mu_2 = 1$,$\sigma_2^2 = 1$,所以$X - Y\sim N(0 - 1,1 + 1)=N(-1,2)$。
步骤四:判断选项C和D
因为$X - Y\sim N(-1,2)$,所以$P\{X - Y\leq -1\}=\frac{1}{2}$,而$P\{X - Y\leq 0\}\neq\frac{1}{2}$,$P\{X - Y\leq 1\}\neq\frac{1}{2}$,故选项C和D错误。