题目
10.设随机变量X,Y满足D(X+Y)=D(X-Y),则正面正确的是()A. X,Y相互独立B. X,Y不相关C. D(Y)=0D. D(X)D(Y)=0
10.
设随机变量X,Y满足D(X+Y)=D(X-Y),则正面正确的是()
A. X,Y相互独立
B. X,Y不相关
C. D(Y)=0
D. D(X)D(Y)=0
题目解答
答案
B. X,Y不相关
解析
考查要点:本题主要考查随机变量方差的性质,特别是协方差在方差运算中的作用,以及随机变量不相关的条件。
解题核心思路:利用方差公式展开$D(X+Y)$和$D(X-Y)$,通过等式关系推导出协方差$Cov(X,Y)$的值,从而判断随机变量的相关性。
破题关键点:
- 方差展开公式:$D(X \pm Y) = D(X) + D(Y) \pm 2Cov(X,Y)$。
- 协方差与相关性的关系:$Cov(X,Y)=0$等价于$X$和$Y$不相关。
- 排除法验证选项:通过分析其他选项是否必然成立,排除干扰项。
根据方差公式展开:
$\begin{aligned}D(X+Y) &= D(X) + D(Y) + 2Cov(X,Y), \\D(X-Y) &= D(X) + D(Y) - 2Cov(X,Y).\end{aligned}$
题目给出$D(X+Y) = D(X-Y)$,代入公式得:
$D(X) + D(Y) + 2Cov(X,Y) = D(X) + D(Y) - 2Cov(X,Y).$
消去相同项后得到:
$2Cov(X,Y) = -2Cov(X,Y) \implies 4Cov(X,Y) = 0 \implies Cov(X,Y) = 0.$
协方差为零说明$X$和$Y$不相关,对应选项B正确。
排除其他选项:
- A:独立要求更严格(需满足联合分布因式分解),题目未给出分布信息,无法确定。
- C/D:若$D(Y)=0$或$D(X)D(Y)=0$,则方差关系自动满足,但题目未限定此类条件,故不必然成立。