题目
[填空题]甲、乙两个盒子中各装有2个红球和2个白球,先从甲盒中任取一球,观察颜色后放入乙盒中,再从乙盒中任取一球.令X,Y分别表示从甲盒和从乙盒中取到的红球个数,则X与Y的相关系数为________.
[填空题]
甲、乙两个盒子中各装有2个红球和2个白球,先从甲盒中任取一球,观察颜色后放入乙盒中,再从乙盒中任取一球.令X,Y分别表示从甲盒和从乙盒中取到的红球个数,则X与Y的相关系数为________.
题目解答
答案
参考解析:

[解析]
由题意可知,X与Y的联合概率分布与边缘概率分布如下表所示.

所以E(XY)=0.3,E(X)=E(Y)=0.5,D(X)=D(Y)=0.25,

解析
考查要点:本题主要考查随机变量的相关系数计算,涉及联合概率分布、期望、方差及协方差的计算。
解题核心思路:
- 确定随机变量的可能取值:X和Y均为0或1。
- 构建联合概率分布表:根据甲盒取球后放入乙盒,再从乙盒取球的过程,计算不同情况下的概率。
- 计算期望、方差和协方差:利用概率分布计算E(X)、E(Y)、E(XY),再求协方差Cov(X,Y)。
- 代入相关系数公式:相关系数ρ = Cov(X,Y) / √[D(X)D(Y)]。
破题关键点:
- 动态概率分析:甲盒取球后放入乙盒,乙盒的球数变化会影响后续取球的概率。
- 联合概率的拆分:根据甲盒取球结果(红或白),分情况计算乙盒取球的概率。
步骤1:确定联合概率分布
-
甲盒取球:
- X=1(取到红球)的概率为$\frac{2}{4}=0.5$,此时乙盒变为3红2白(共5球)。
- X=0(取到白球)的概率为$0.5$,此时乙盒变为2红3白(共5球)。
-
乙盒取球:
- 若X=1,则Y=1的概率为$\frac{3}{5}$,Y=0的概率为$\frac{2}{5}$。
- 若X=0,则Y=1的概率为$\frac{2}{5}$,Y=0的概率为$\frac{3}{5}$。
-
联合概率计算:
- $P(X=1,Y=1) = 0.5 \times \frac{3}{5} = 0.3$
- $P(X=1,Y=0) = 0.5 \times \frac{2}{5} = 0.2$
- $P(X=0,Y=1) = 0.5 \times \frac{2}{5} = 0.2$
- $P(X=0,Y=0) = 0.5 \times \frac{3}{5} = 0.3$
步骤2:计算期望与方差
-
期望:
- $E(X) = 1 \times 0.5 + 0 \times 0.5 = 0.5$
- $E(Y) = 1 \times 0.5 + 0 \times 0.5 = 0.5$
- $E(XY) = 1 \times 1 \times 0.3 + 0 = 0.3$
-
方差:
- $D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = 0.5 - 0.25 = 0.25$
- $D(Y) = D(X) = 0.25$
步骤3:计算相关系数
-
协方差:
$\text{Cov}(X,Y) = E(XY) - E(X)E(Y) = 0.3 - 0.5 \times 0.5 = 0.05$ -
相关系数:
$\rho = \frac{\text{Cov}(X,Y)}{\sqrt{D(X)D(Y)}} = \frac{0.05}{\sqrt{0.25 \times 0.25}} = \frac{0.05}{0.25} = \frac{1}{5}$