题目
12、设随机变量 X 和 Y 相互独立,且 E( X )=E(Y )=0, D( X)=D(Y )=1 ,求 E[( X+Y )2] .
12、设随机变量 X 和 Y 相互独立,且 E( X )=E(Y )=0, D( X)=D(Y )=1 ,求 E[( X+Y )2] .
题目解答
答案
解:E[( X+Y )2]=E( X2)+E(Y 2)+2 E( XY )=D( X )+( E( X ))2+D (Y )+( E(Y ))2+2E( X) E(Y )=2
解析
步骤 1:利用期望的性质
根据期望的性质,我们有 E[(X+Y)^2] = E[X^2 + 2XY + Y^2] = E[X^2] + 2E[XY] + E[Y^2]。
步骤 2:利用方差的定义
根据方差的定义,我们有 D(X) = E[X^2] - (E[X])^2,因此 E[X^2] = D(X) + (E[X])^2。同理,E[Y^2] = D(Y) + (E[Y])^2。
步骤 3:利用随机变量的独立性
由于 X 和 Y 相互独立,我们有 E[XY] = E[X]E[Y]。
步骤 4:代入已知条件
根据题目条件,E[X] = E[Y] = 0,D(X) = D(Y) = 1,代入上述公式,我们有 E[X^2] = 1 + 0^2 = 1,E[Y^2] = 1 + 0^2 = 1,E[XY] = 0 * 0 = 0。
步骤 5:计算 E[(X+Y)^2]
将步骤 4 的结果代入步骤 1 的公式,我们有 E[(X+Y)^2] = 1 + 2 * 0 + 1 = 2。
根据期望的性质,我们有 E[(X+Y)^2] = E[X^2 + 2XY + Y^2] = E[X^2] + 2E[XY] + E[Y^2]。
步骤 2:利用方差的定义
根据方差的定义,我们有 D(X) = E[X^2] - (E[X])^2,因此 E[X^2] = D(X) + (E[X])^2。同理,E[Y^2] = D(Y) + (E[Y])^2。
步骤 3:利用随机变量的独立性
由于 X 和 Y 相互独立,我们有 E[XY] = E[X]E[Y]。
步骤 4:代入已知条件
根据题目条件,E[X] = E[Y] = 0,D(X) = D(Y) = 1,代入上述公式,我们有 E[X^2] = 1 + 0^2 = 1,E[Y^2] = 1 + 0^2 = 1,E[XY] = 0 * 0 = 0。
步骤 5:计算 E[(X+Y)^2]
将步骤 4 的结果代入步骤 1 的公式,我们有 E[(X+Y)^2] = 1 + 2 * 0 + 1 = 2。