题目
17、判断 设随机变量X,Y不独立,则一定有X,Y的相关系数ρXY≠0。()A. √B. ×
17、判断 设随机变量X,Y不独立,则一定有X,Y的相关系数ρXY≠0。()
A. √
B. ×
题目解答
答案
B. ×
解析
本题考查随机变量的独立性与相关性的关系以及相关系数的概念。解题的关键在于明确随机变量不独立并不一定意味着它们相关,需要通过相关系数的定义和性质来判断。
1. 明确相关系数的定义
随机变量 $X$ 和 $Y$ 的相关系数 $\rho_{XY}$ 的计算公式为:
$\rho_{XY}=\frac{Cov(X,Y)}{\sqrt{D(X)}\sqrt{D(Y)}}$
其中 $Cov(X,Y)$ 是 $X$ 和 $Y$ 的协方差,$D(X)$ 和 $D(Y)$ 分别是 $X$ 和 $Y$ 的方差。
2. 分析不独立与相关的关系
随机变量 $X$ 和 $Y$ 不独立,只能说明它们之间存在某种关联,但这种关联不一定是线性关联。而相关系数 $\rho_{XY}$ 衡量的是 $X$ 和 $Y$ 之间的线性相关程度。
3. 举例说明不独立但相关系数为 0 的情况
设随机变量 $X$ 服从区间 $[-1,1]$ 上的均匀分布,令 $Y = X^2$。
- 判断 $X$ 和 $Y$ 的独立性:
由于 $Y$ 的取值完全由 $X$ 的取值决定,所以 $X$ 和 $Y$ 不独立。 - 计算 $Cov(X,Y)$:
根据协方差的定义 $Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)$。- 先求 $E(X)$:
对于均匀分布 $U(a,b)$,其期望 $E(X)=\frac{a + b}{2}$,所以 $E(X)=\frac{-1 + 1}{2}=0$。 - 再求 $E(XY)$:
因为 $Y = X^2$,所以 $XY = X^3$。
根据期望的计算公式 $E(X^3)=\int_{-1}^{1}x^3\cdot\frac{1}{2}dx$。
由于被积函数 $f(x)=x^3$ 是奇函数,在关于原点对称的区间 $[-1,1]$ 上积分为 0,即 $E(X^3)=0$。 - 最后求 $Cov(X,Y)$:
$Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)=0 - 0\times E(Y)=0$。
- 先求 $E(X)$:
- 计算相关系数 $\rho_{XY}$:
因为 $Cov(X,Y)=0$,所以 $\rho_{XY}=\frac{Cov(X,Y)}{\sqrt{D(X)}\sqrt{D(Y)}} = 0$。
这就说明存在随机变量 $X$ 和 $Y$ 不独立,但它们的相关系数 $\rho_{XY}=0$ 的情况,所以“设随机变量 $X$,$Y$ 不独立,则一定有 $X$,$Y$ 的相关系数 $\rho_{XY}\neq0$”这一说法是错误的。