题目
设随机变量X~N(0,4)随机变量Y~B(3,(1)/(3)),且X与Y不相关,则D(X-3Y+1)=( )A. 2B. 4C. 6D. 10
设随机变量X~N(0,4)随机变量Y~B(3,$\frac{1}{3}$),且X与Y不相关,则D(X-3Y+1)=( )
A. 2
B. 4
C. 6
D. 10
题目解答
答案
D. 10
解析
考查要点:本题主要考查随机变量方差的性质,特别是线性组合的方差计算,以及正态分布、二项分布的方差公式。同时,题目中涉及“不相关”的概念,需明确其对协方差的影响。
解题核心思路:
- 方差的线性性质:对于随机变量的线性组合,方差可分解为各变量方差的加权和,加上协方差项。当变量不相关时,协方差为零,简化计算。
- 正态分布与二项分布的方差:直接应用公式计算X和Y的方差。
- 常数项的影响:常数项对方差无影响,可忽略。
破题关键点:
- 识别不相关意味着协方差为零,从而消去交叉项。
- 正确应用方差公式,注意系数平方后的权重。
步骤1:确定X和Y的方差
-
X的方差:
X服从正态分布$N(0,4)$,其中第二个参数为方差,因此:
$D(X) = 4$ -
Y的方差:
Y服从二项分布$B(3, \frac{1}{3})$,其方差公式为:
$D(Y) = n p (1-p) = 3 \cdot \frac{1}{3} \cdot \left(1 - \frac{1}{3}\right) = 3 \cdot \frac{1}{3} \cdot \frac{2}{3} = \frac{2}{3}$
步骤2:计算线性组合的方差
根据方差的线性性质:
$\begin{aligned}D(X - 3Y + 1) &= D(X) + (-3)^2 D(Y) + 2 \cdot 1 \cdot (-3) \cdot \text{Cov}(X, Y) \\&= D(X) + 9 D(Y) + 0 \quad (\text{因X与Y不相关,Cov(X,Y)=0})\end{aligned}$
代入数值:
$D(X - 3Y + 1) = 4 + 9 \cdot \frac{2}{3} = 4 + 6 = 10$