题目
设随机变量X的方差DX=sigma^2,则D(aX+b)=A. asigma^2+bB. a^2sigma^2+bC. asigma^2D. a^2sigma^2
设随机变量X的方差$DX=\sigma^2$,则$D(aX+b)=$
A. $a\sigma^2+b$
B. $a^2\sigma^2+b$
C. $a\sigma^2$
D. $a^2\sigma^2$
题目解答
答案
D. $a^2\sigma^2$
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。
步骤一:明确方差的定义
对于随机变量$X$,其方差$D(X)=E[(X - E(X))^2]$,已知$D(X)=\sigma^2$。
步骤二:求$E(aX + b)$
根据期望的性质$E(cY)=cE(Y)$($c$为常数,$Y$为随机变量)以及$E(c)=c$($c$为常数),可得:
$E(aX + b)=E(aX)+E(b)=aE(X)+b$
步骤三:计算$D(aX + b)$
根据方差的定义$D(aX + b)=E[((aX + b)-E(aX + b))^2]$,将$E(aX + b)=aE(X)+b$代入可得:
$D(aX + b)=E[((aX + b)-(aE(X)+b))^2]$
对括号内进行化简:
$(aX + b)-(aE(X)+b)=aX + b - aE(X)-b=a(X - E(X))$
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:
$D(aX + b)=E[a^2(X - E(X))^2]$
再根据期望的性质$E(cY)=cE(Y)$($c$为常数,$Y$为随机变量),可得:
$D(aX + b)=a^2E[(X - E(X))^2]$
因为$D(X)=E[(X - E(X))^2]=\sigma^2$,所以$D(aX + b)=a^2\sigma^2$