题目
1.21如果随机变量X和Y满足D(X+Y)=D(X-Y),则下列各结论正确的是A. D(Y)=0B. D(X)D(Y)=0C. X和Y相互独立D. X和Y不相关
1.21
如果随机变量X和Y满足D(X+Y)=D(X-Y),则下列各结论正确的是
A. D(Y)=0
B. D(X)D(Y)=0
C. X和Y相互独立
D. X和Y不相关
题目解答
答案
D. X和Y不相关
解析
考查要点:本题主要考查随机变量方差的性质及协方差与相关性的关系。
解题核心思路:利用方差公式展开$D(X+Y)$和$D(X-Y)$,通过等式联立求解协方差,进而判断变量间的关系。
破题关键点:
- 方差公式展开:明确$D(X \pm Y) = D(X) + D(Y) \pm 2\text{Cov}(X,Y)$。
- 等式联立:通过$D(X+Y) = D(X-Y)$消去相同项,得到协方差为零的结论。
- 相关性判断:协方差为零等价于不相关,但不相关不一定独立。
根据方差性质,展开$D(X+Y)$和$D(X-Y)$:
$\begin{aligned}D(X+Y) &= D(X) + D(Y) + 2\text{Cov}(X,Y), \\D(X-Y) &= D(X) + D(Y) - 2\text{Cov}(X,Y).\end{aligned}$
由题设$D(X+Y) = D(X-Y)$,联立得:
$2\text{Cov}(X,Y) = -2\text{Cov}(X,Y) \implies 4\text{Cov}(X,Y) = 0 \implies \text{Cov}(X,Y) = 0.$
关键结论:
- 协方差$\text{Cov}(X,Y) = 0$,说明$X$和$Y$不相关。
- 不相关不一定独立,因此选项中“相互独立”不成立。
- $D(Y)=0$或$D(X)D(Y)=0$仅对应特殊情形(如变量为常数),但题目未限定此类条件,故排除。