题目
若随机变量 X 与 Y 的协方差 Cov ( X , Y ) =0 ,则以下结论中正确的是( )A. X 与 Y 相互独立B. D ( X + Y ) = D ( X ) + D ( Y )C. D ( X - Y ) = D ( X ) - D ( Y )D. ( X Y ) = D ( X ) D ( Y )
若随机变量 X 与 Y 的协方差 Cov ( X , Y ) =0 ,则以下结论中正确的是( )
A. X 与 Y 相互独立
B. D ( X + Y ) = D ( X ) + D ( Y )
C. D ( X - Y ) = D ( X ) - D ( Y )
D. ( X Y ) = D ( X ) D ( Y )
题目解答
答案
B. D ( X + Y ) = D ( X ) + D ( Y )
解析
协方差为零仅说明随机变量$X$与$Y$不相关,但并不能直接推出它们相互独立。此时,方差的性质公式$D(X \pm Y) = D(X) + D(Y) \pm 2\text{Cov}(X,Y)$中,协方差项为零,因此$D(X+Y)$和$D(X-Y)$的表达式均可简化为$D(X)+D(Y)$。选项B正确,其他选项均不符合方差或协方差的性质。
选项分析
选项A
协方差为零仅说明$X$与$Y$不相关,但不相关不一定独立。例如,$X$与$Y$可能存在非线性关系,此时$\text{Cov}(X,Y)=0$,但两者并不独立。因此选项A错误。
选项B
根据方差性质:
$D(X+Y) = D(X) + D(Y) + 2\text{Cov}(X,Y)$
当$\text{Cov}(X,Y)=0$时,上式简化为:
$D(X+Y) = D(X) + D(Y)$
因此选项B正确。
选项C
同理,方差性质为:
$D(X-Y) = D(X) + D(Y) - 2\text{Cov}(X,Y)$
当$\text{Cov}(X,Y)=0$时,结果仍为$D(X)+D(Y)$,而非$D(X)-D(Y)$。因此选项C错误。
选项D
协方差定义为:
$\text{Cov}(X,Y) = E(XY) - E(X)E(Y)$
当$\text{Cov}(X,Y)=0$时,$E(XY) = E(X)E(Y)$,但与$D(X)D(Y)$无关。因此选项D错误。