题目
设X~B(200,0.01),Y~P(4),且X与Y相互独立,则D(2X-3Y)=______,COV(2X-3Y,X)=______..
设X~B(200,0.01),Y~P(4),且X与Y相互独立,则D(2X-3Y)=______,COV(2X-3Y,X)=______..
题目解答
答案
因为X~B(200,0.01),
所以有:E(X)=200×0.01=2,D(X)=200×0.01×(1-0.01)=1.98;
又由于Y~P(4),
从而:E(Y)=4,D(Y)=4;
于是:D(2X-3Y)=4D(X)+9D(Y)=1.98×4+4×9=43.92,
而:
COV(2X-3Y,X)=COV(2X,X)+COV(3Y,X)=2D(X)+3COV(X,Y),
由于X,Y相互独立,所以:COV(X,Y)=0,
则有:
COV(2X-3Y,X)=2×1.98=3.96.
解析
考查要点:本题主要考查方差与协方差的性质,以及二项分布和泊松分布的方差计算。
解题核心思路:
- 方差的线性性质:对于随机变量的线性组合,方差计算时需注意系数的平方以及协方差项的存在,但若变量独立则协方差为零。
- 协方差的线性性质:协方差具有线性性,可分解为各部分的协方差之和,且独立变量的协方差为零。
- 分布方差公式:二项分布的方差为 $np(1-p)$,泊松分布的方差等于其均值 $\lambda$。
破题关键点:
- 正确应用方差公式:将 $2X-3Y$ 的方差拆分为 $4D(X)+9D(Y)$。
- 独立变量的协方差为零:利用 $X$ 与 $Y$ 独立,简化协方差计算。
步骤1:计算 $X$ 和 $Y$ 的方差
- 二项分布 $X \sim B(200, 0.01)$:
- 方差公式:$D(X) = np(1-p) = 200 \times 0.01 \times 0.99 = 1.98$。
- 泊松分布 $Y \sim P(4)$:
- 方差公式:$D(Y) = \lambda = 4$。
步骤2:计算 $D(2X - 3Y)$
根据方差的线性性质:
$D(2X - 3Y) = 2^2 D(X) + (-3)^2 D(Y) = 4 \times 1.98 + 9 \times 4 = 7.92 + 36 = 43.92.$
步骤3:计算 $COV(2X - 3Y, X)$
利用协方差的线性性质分解:
$\begin{aligned}COV(2X - 3Y, X) &= COV(2X, X) + COV(-3Y, X) \\&= 2D(X) + (-3) \cdot COV(Y, X).\end{aligned}$
由于 $X$ 与 $Y$ 独立,$COV(Y, X) = 0$,因此:
$COV(2X - 3Y, X) = 2 \times 1.98 = 3.96.$