题目
7.(单选题) 设随机变量X,Y相互独立,且均服从(0,1)均匀分布,则下列中服从均匀分布的是()A. (X,Y)B. X+YC. X²D. X-Y
7.(单选题) 设随机变量X,Y相互独立,且均服从(0,1)均匀分布,则下列中服从均匀分布的是()
A. (X,Y)
B. X+Y
C. X²
D. X-Y
题目解答
答案
A. (X,Y)
解析
考查要点:本题主要考查二维均匀分布与随机变量函数分布的理解。关键在于判断各选项是否满足均匀分布的条件。
解题思路:
- 二维均匀分布:若两个独立随机变量在各自区间上均匀分布,则它们的联合分布是否在某个区域上保持均匀。
- 一维函数分布:通过变量变换(如平方、和、差)后的分布是否仍为均匀分布,需通过概率密度函数变换或卷积公式判断。
破题关键:
- 选项A:二维向量的联合分布是否在单位正方形上均匀。
- 选项B、D:和与差的分布是否为均匀(需用卷积公式分析)。
- 选项C:平方变换后的概率密度函数是否为常数。
选项A:$(X, Y)$
- 独立性与联合分布:
$X$和$Y$独立,且均服从$U(0,1)$,则联合概率密度函数为:
$f_{X,Y}(x,y) = f_X(x) \cdot f_Y(y) = 1 \cdot 1 = 1 \quad \text{,其中} \ (x,y) \in [0,1] \times [0,1].$
因此,$(X,Y)$在单位正方形$[0,1] \times [0,1]$上服从均匀分布。
选项B:$X + Y$
- 卷积公式:
$X+Y$的分布为$X$和$Y$的卷积。计算得:
$f_{X+Y}(z) = \begin{cases} z, & 0 \leq z \leq 1, \\ 2 - z, & 1 < z \leq 2. \end{cases}$
分布为三角分布,非均匀。
选项C:$X^2$
- 变量变换法:
设$Z = X^2$,则累积分布函数为:
$F_Z(z) = P(X^2 \leq z) = P(X \leq \sqrt{z}) = \sqrt{z} \quad \text{,其中} \ 0 \leq z \leq 1.$
求导得概率密度函数:
$f_Z(z) = \frac{1}{2\sqrt{z}} \quad \text{,非均匀分布}。$
选项D:$X - Y$
- 卷积公式:
$X-Y$的分布为:
$f_{X-Y}(z) = \begin{cases} 1 + z, & -1 \leq z \leq 0, \\ 1 - z, & 0 < z \leq 1. \end{cases}$
分布为三角分布,非均匀。