题目
对任意的常数 a, b 和随机变量 X,有 D(aX + b) = aD(X). ()A. 对B. 错
对任意的常数 $a, b$ 和随机变量 $X$,有 $D(aX + b) = aD(X)$. ()
A. 对
B. 错
题目解答
答案
B. 错
解析
本题考查随机变量方差的性质。解题思路是根据方差的定义和性质来推导$D(aX + b)$的表达式,然后与$aD(X)$进行比较。
设随机变量$X$的期望为$E(X)$,根据方差的定义$D(Y)=E[(Y - E(Y))^2]$,对于随机变量$Y = aX + b$,我们先求$E(Y)$:
- 步骤一:求$E(aX + b)$
根据期望的线性性质$E(cX + d)=cE(X)+d$(其中$c$、$d$为常数),可得$E(aX + b)=aE(X)+b$。 - 步骤二:求$D(aX + b)$
根据方差定义$D(aX + b)=E\{[(aX + b)-E(aX + b)]^2\}$,将$E(aX + b)=aE(X)+b$代入可得:
$D(aX + b)=E\{[(aX + b)-(aE(X)+b)]^2\}$
对中括号内的式子进行化简:
$(aX + b)-(aE(X)+b)=aX + b - aE(X) - b=a(X - E(X))$
则$D(aX + b)=E\{[a(X - E(X))]^2\}$
根据幂的运算法则$(ab)^n=a^nb^n$,可得$[a(X - E(X))]^2=a^2(X - E(X))^2$,所以$D(aX + b)=E[a^2(X - E(X))^2]$。
再根据期望的性质$E(cY)=cE(Y)$(其中$c$为常数,$Y$为随机变量),可得$D(aX + b)=a^2E[(X - E(X))^2]$。
而$E[(X - E(X))^2]=D(X)$,所以$D(aX + b)=a^2D(X)$。
因为$a^2D(X)\neq aD(X)$(一般情况下$a\neq0$且$a\neq1$时),所以“对任意的常数$a, b$和随机变量$X$,有$D(aX + b) = aD(X)$”这一说法是错误的。