题目
f(x,y)为二维随机变量(X,Y)的联合概率密度函数,那么Z=X+Y的概率密度为f_(Z)(z)=int_(-infty)^+inftyf(x,z-x)dx或者f_(Z)(z)=int_(-infty)^+inftyf(z-y,y)dy.A 对B 错A. 对B. 错
f(x,y)为二维随机变量(X,Y)的联合概率密度函数,那么Z=X+Y的概率密度为
$f_{Z}(z)=\int_{-\infty}^{+\infty}f(x,z-x)dx$或者
$f_{Z}(z)=\int_{-\infty}^{+\infty}f(z-y,y)dy.$
A 对
B 错
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
考查要点:本题主要考查二维随机变量和的卷积公式,即如何通过联合概率密度函数求两个随机变量之和的边缘概率密度。
解题核心思路:
当求$Z = X + Y$的概率密度时,需对联合概率密度函数$f(x,y)$在满足$x + y = z$的所有可能取值上进行积分。关键点在于理解变量替换的等价性,即积分变量可以是$x$或$y$,对应的被积函数形式不同,但积分结果相同。
破题关键:
- 变量替换的合法性:积分变量从$x$替换为$y$时,积分限和雅可比行列式的影响(本题中雅可比行列式为1,无需调整)。
- 积分表达式的等价性:两种形式本质上是同一积分的不同表达方式,仅变量符号不同,结果一致。
步骤1:理解卷积公式的本质
对于$Z = X + Y$,其概率密度函数$f_Z(z)$表示所有满足$x + y = z$的$(x, y)$对的联合概率密度之和。数学上,这可通过积分实现:
$f_Z(z) = \int_{-\infty}^{+\infty} f(x, z - x) \, dx$
其中,$y = z - x$,积分变量为$x$。
步骤2:变量替换的等价性
若以$y$为积分变量,令$x = z - y$,则积分表达式变为:
$f_Z(z) = \int_{-\infty}^{+\infty} f(z - y, y) \, dy$
此时积分变量为$y$,但积分结果与上述表达式完全相同,仅变量符号不同。
步骤3:验证两种形式的等价性
两种积分形式均通过变量替换覆盖了所有可能的$(x, y)$组合,且积分范围均为全体实数,因此两种表达式均正确。