题目
设随机变量 X 和 Y 相互独立,且 f_(X)(x)=}2x, & 0< x< 1 0, & (其他)
设随机变量 $X$ 和 $Y$ 相互独立,且 $f_{X}(x)=\begin{cases}2x, & 0< x< 1 \\ 0, & \text{其他}\end{cases}$,$f_{Y}(y)=\begin{cases}\mathrm{e}^{-y}, & y >0 \\ 0, & \text{其他}\end{cases}$。
则概率密度函数 $f(x,y)=$().
A $f(x,y)=\begin{cases}2xe^{-y}, & 0< x< 1 \\ 0, & \text{其他}\end{cases}$
B $f(x,y)=\begin{cases}2xe^{-2y}, & 0< x< 1且y >0 \\ 0, & \text{其他}\end{cases}$
C $f(x,y)=\begin{cases}2xe^{-y}, & 0< x< 1且y >0 \\ 0, & \text{其他}\end{cases}$
D $f(x,y)=\begin{cases}2xe^{-y}, & x >0且y >0 \\ 0, & \text{其他}\end{cases}$
题目解答
答案
为了找到随机变量 $X$ 和 $Y$ 的联合概率密度函数 $f(x, y)$,我们利用 $X$ 和 $Y$ 相互独立的事实。对于两个独立的随机变量,它们的联合概率密度函数是它们各自概率密度函数的乘积。也就是说,
\[ f(x, y) = f_X(x) \cdot f_Y(y). \]
已知 $X$ 的概率密度函数为
\[ f_X(x) = \begin{cases} 2x, & 0 < x < 1 \\ 0, & \text{其他} \end{cases} \]
以及 $Y$ 的概率密度函数为
\[ f_Y(y) = \begin{cases} e^{-y}, & y > 0 \\ 0, & \text{其他} \end{cases}, \]
我们可以找到联合概率密度函数 $f(x, y)$ 为
\[ f(x, y) = \begin{cases} 2x \cdot e^{-y}, & 0 < x < 1 \text{ 且 } y > 0 \\ 0, & \text{其他} \end{cases}. \]
因此,正确的答案是
\[ f(x, y) = \begin{cases} 2xe^{-y}, & 0 < x < 1 \text{ 且 } y > 0 \\ 0, & \text{其他} \end{cases}. \]
所以,正确选项是 $\boxed{C}$。
解析
步骤 1:确定 $X$ 和 $Y$ 的概率密度函数
给定 $X$ 的概率密度函数为 $f_X(x) = \begin{cases} 2x, & 0 < x < 1 \\ 0, & \text{其他} \end{cases}$,以及 $Y$ 的概率密度函数为 $f_Y(y) = \begin{cases} e^{-y}, & y > 0 \\ 0, & \text{其他} \end{cases}$。
步骤 2:利用独立性计算联合概率密度函数
由于 $X$ 和 $Y$ 相互独立,它们的联合概率密度函数 $f(x, y)$ 是它们各自概率密度函数的乘积,即 $f(x, y) = f_X(x) \cdot f_Y(y)$。
步骤 3:计算联合概率密度函数
将 $f_X(x)$ 和 $f_Y(y)$ 代入联合概率密度函数的公式中,得到 $f(x, y) = \begin{cases} 2x \cdot e^{-y}, & 0 < x < 1 \text{ 且 } y > 0 \\ 0, & \text{其他} \end{cases}$。
给定 $X$ 的概率密度函数为 $f_X(x) = \begin{cases} 2x, & 0 < x < 1 \\ 0, & \text{其他} \end{cases}$,以及 $Y$ 的概率密度函数为 $f_Y(y) = \begin{cases} e^{-y}, & y > 0 \\ 0, & \text{其他} \end{cases}$。
步骤 2:利用独立性计算联合概率密度函数
由于 $X$ 和 $Y$ 相互独立,它们的联合概率密度函数 $f(x, y)$ 是它们各自概率密度函数的乘积,即 $f(x, y) = f_X(x) \cdot f_Y(y)$。
步骤 3:计算联合概率密度函数
将 $f_X(x)$ 和 $f_Y(y)$ 代入联合概率密度函数的公式中,得到 $f(x, y) = \begin{cases} 2x \cdot e^{-y}, & 0 < x < 1 \text{ 且 } y > 0 \\ 0, & \text{其他} \end{cases}$。