题目
若 X sim (mu_1, sigma_1^2), Y sim (mu_2, sigma_2^2) 那么 (X, Y) 的联合分布为 ()A. 二维正态,且 rho = 0B. 二维正态,且 rho 不定C. 未必是二维正态D. 以上都不对
若 $X \sim (\mu_1, \sigma_1^2)$, $Y \sim (\mu_2, \sigma_2^2)$ 那么 $(X, Y)$ 的联合分布为 ()
A. 二维正态,且 $\rho = 0$
B. 二维正态,且 $\rho$ 不定
C. 未必是二维正态
D. 以上都不对
题目解答
答案
C. 未必是二维正态
解析
考查要点:本题主要考查对二维正态分布定义的理解,以及边缘分布与联合分布之间的关系。
解题核心思路:
- 二维正态分布的定义要求不仅两个变量各自服从正态分布,所有线性组合也必须服从正态分布。
- 若仅知道两个变量的边缘分布是正态分布,并不能保证它们的联合分布是二维正态分布。
- 需要构造反例说明存在两个边缘正态的变量,其联合分布不是二维正态的情况。
破题关键点:
- 边缘正态 ≠ 联合正态:即使X和Y各自服从正态分布,若它们之间存在某种非线性依赖关系,联合分布可能不符合二维正态的条件。
关键结论:
若仅已知随机变量X和Y的边缘分布分别为正态分布$N(\mu_1, \sigma_1^2)$和$N(\mu_2, \sigma_2^2)$,则它们的联合分布**未必是二维正态分布**。
反例说明:
假设X服从标准正态分布$N(0,1)$,定义随机变量Y为:
$Y = \begin{cases} X & \text{若 } X \geq 0, \\-X & \text{若 } X < 0.\end{cases}$
- Y的分布:由于X对称,Y的取值范围与X相同,且概率密度函数对称,因此Y也服从标准正态分布$N(0,1)$。
- 联合分布:此时X和Y的相关系数$\rho = 0$,但它们的联合分布并非二维正态分布(例如,X和Y的和$X+Y$在$X \geq 0$时为$2X$,服从拉普拉斯分布,而非正态分布)。
选项分析:
- A、B选项:二维正态的结论不成立,因为联合分布可能不符合二维正态的条件。
- C选项:正确,因为存在反例说明联合分布未必是二维正态。
- D选项:错误,因为C选项正确。