题目
设 X、Y 是两个随机变量,满足方差D(X+Y)=D(X-Y),则下列结论正确的是( ) A X 与 Y 不相关 B X 与 Y 独立 C X 与 Y 不独立 D D ( X ) = 0或D(Y)=0
设 X、Y 是两个随机变量,满足方差D(X+Y)=D(X-Y),则下列结论正确的是( )
A X 与 Y 不相关
B X 与 Y 独立
C X 与 Y 不独立
D D ( X ) = 0或D(Y)=0
题目解答
答案
解:由D(X+Y)=D(X)+D(Y)+2Cov(X,Y),
D(X-Y)=D(X)+D(Y)-2Cov(X,Y),
又方差D(X+Y)=D(X-Y),
可得Cov(X,Y)=0,即X与Y不相关,
故选:A.
解析
考查要点:本题主要考查随机变量方差的性质,特别是协方差与不相关性的关系。
解题核心思路:利用方差的加法公式,结合题目条件建立方程,推导出协方差为零,从而得出不相关的结论。
破题关键点:
- 方差公式展开:正确写出$D(X+Y)$和$D(X-Y)$的表达式;
- 等式化简:通过等式$D(X+Y)=D(X-Y)$消去相同项,得到协方差为零的结论;
- 不相关性的判定:协方差为零等价于随机变量不相关。
根据方差的性质:
$\begin{aligned}D(X+Y) &= D(X) + D(Y) + 2\text{Cov}(X,Y), \\D(X-Y) &= D(X) + D(Y) - 2\text{Cov}(X,Y).\end{aligned}$
题目条件给出$D(X+Y) = D(X-Y)$,代入上述公式得:
$D(X) + D(Y) + 2\text{Cov}(X,Y) = D(X) + D(Y) - 2\text{Cov}(X,Y).$
化简方程:
两边同时减去$D(X) + D(Y)$,得到:
$2\text{Cov}(X,Y) = -2\text{Cov}(X,Y).$
移项后得:
$4\text{Cov}(X,Y) = 0 \quad \Rightarrow \quad \text{Cov}(X,Y) = 0.$
结论分析:
协方差为零说明$X$与$Y$不相关(选项A正确)。
- 选项B(独立)不成立,因为不相关不一定独立;
- 选项C(不独立)不一定成立,不相关可能独立也可能不独立;
- 选项D(方差为零)无依据,题目未限定方差条件。