题目
设随机变量 X sim N(1, 4) , Y sim N(0, 1) ,且 X 与 Y 相互独立,则().A. X - 2Y sim N(1, 8)B. X - 2Y sim N(1, 6)C. X - 2Y sim N(1, 2)D. X - 2Y sim N(1, 1)
设随机变量 $X \sim N(1, 4)$ , $Y \sim N(0, 1)$ ,且 $X$ 与 $Y$ 相互独立,则().
A. $X - 2Y \sim N(1, 8)$
B. $X - 2Y \sim N(1, 6)$
C. $X - 2Y \sim N(1, 2)$
D. $X - 2Y \sim N(1, 1)$
题目解答
答案
A. $X - 2Y \sim N(1, 8)$
解析
本题考查正态分布的性质以及相互独立随机变量线性组合的分布。解题思路是先明确正态分布的性质,即若$X\sim N(\mu_1,\sigma_1^2)$,$Y\sim N(\mu_2,\sigma_2^2)$,且$X$与$Y$相互独立,则$aX + bY\sim N(a\mu_1 + b\mu_2,a^2\sigma_1^2 + b^2\sigma_2^2)$,然后根据已知条件求出$X - 2Y$的期望和方差,进而确定其分布。
- 确定$X$和$Y$的期望和方差:
已知随机变量$X \sim N(1, 4)$,根据正态分布$N(\mu,\sigma^2)$的定义,其中$\mu$为期望,$\sigma^2$为方差,可得$E(X)=1$,$D(X)=4$。
又已知$Y \sim N(0, 1)$,同理可得$E(Y)=0$,$D(Y)=1$。 - 计算$X - 2Y$的期望:
根据期望的性质$E(aX + bY)=aE(X) + bE(Y)$($a$、$b$为常数),对于$X - 2Y$,这里$a = 1$,$b = -2$,则有:
$E(X - 2Y)=E(X)+(-2)E(Y)$
将$E(X)=1$,$E(Y)=0$代入上式可得:
$E(X - 2Y)=1+(-2)\times0=1$ - 计算$X - 2Y$的方差:
因为$X$与$Y$相互独立,根据方差的性质$D(aX + bY)=a^2D(X) + b^2D(Y)$($a$、$b$为常数),对于$X - 2Y$,这里$a = 1$,$b = -2$,则有:
$D(X - 2Y)=1^2\times D(X)+(-2)^2\times D(Y)$
将$D(X)=4$,$D(Y)=1$代入上式可得:
$D(X - 2Y)=1\times4 + 4\times1=4 + 4 = 8$ - 确定$X - 2Y$的分布:
由于$X$和$Y$都服从正态分布,且相互独立,那么它们的线性组合$X - 2Y$也服从正态分布,且期望为$1$,方差为$8$,即$X - 2Y \sim N(1, 8)$。