题目
设随机变量X的方差D(X)存在,且D(X) > 0,令Y = −X,则ρ(XY) = ( ).A. −1B. 0C. 1D. 2
设随机变量X的方差D(X)存在,且D(X) > 0,令Y = −X,则ρ(XY) = ( ).
A. −1
B. 0
C. 1
D. 2
题目解答
答案
A. −1
解析
考查要点:本题主要考查相关系数的计算,涉及协方差、方差的性质及其相互关系。
解题核心思路:
- 相关系数公式:$\rho(X,Y) = \frac{\text{Cov}(X,Y)}{\sigma_X \sigma_Y}$,其中$\text{Cov}(X,Y)$为协方差,$\sigma_X$和$\sigma_Y$分别为$X$和$Y$的标准差。
- 协方差性质:$\text{Cov}(X, -X) = -\text{Cov}(X,X) = -D(X)$。
- 方差性质:$D(-X) = D(X)$,因此$Y = -X$与$X$的方差相等,标准差也相等。
破题关键:
- 利用协方差的线性性质简化计算。
- 明确相关系数的符号由协方差的符号决定,而方差始终非负。
步骤1:计算协方差$\text{Cov}(X,Y)$
由$Y = -X$,根据协方差的性质:
$\text{Cov}(X, Y) = \text{Cov}(X, -X) = -\text{Cov}(X, X) = -D(X).$
步骤2:计算标准差$\sigma_X$和$\sigma_Y$
由于$Y = -X$,方差满足:
$D(Y) = D(-X) = (-1)^2 D(X) = D(X).$
因此,标准差$\sigma_Y = \sqrt{D(Y)} = \sqrt{D(X)} = \sigma_X$。
步骤3:代入相关系数公式
$\rho(X,Y) = \frac{\text{Cov}(X,Y)}{\sigma_X \sigma_Y} = \frac{-D(X)}{\sigma_X \cdot \sigma_X} = \frac{-D(X)}{D(X)} = -1.$
结论:$X$与$Y$的相关系数为$-1$,对应选项A。