设 D ( X ) = 1 , D ( Y ) = 4 , D ( X + Y ) = 6 ,则 Cov ( X , Y ) = [ 填空 1 ], D ( X - Y ) = [ 填空 2 ] ,相关系数 ρxy = [ 填 空 3 ] .
设 D ( X ) = 1 , D ( Y ) = 4 , D ( X + Y ) = 6 ,则 Cov ( X , Y ) = [ 填空 1 ], D ( X - Y ) = [ 填空 2 ] ,相关系数 ρxy = [ 填 空 3 ] .
题目解答
答案
解:填空一根据公式D(x+y)=D(x)+D(y)+2COV(x,y),代入已知条件得到:1+4+2COV(x,y)=6,得出COV(x,y)=0.5。
填空二根据公式D(x-y)=D(x)+D(y)-2COV(x,y),填空一已经求出COV(x,y)=0.5,代入已知条件得到:D(x-y)=1+4-2×0.5=4。
填空三根据公式
,代入已知条件得到ρxy=0.25。
解析
考查要点:本题主要考查方差的性质、协方差的计算以及相关系数的公式应用。
解题核心思路:
- 利用方差的加法公式:对于随机变量$X$和$Y$,$D(X+Y) = D(X) + D(Y) + 2\text{Cov}(X,Y)$,通过已知条件求出协方差。
- 方差减法公式:$D(X-Y) = D(X) + D(Y) - 2\text{Cov}(X,Y)$,直接代入已知协方差计算。
- 相关系数公式:$\rho_{XY} = \dfrac{\text{Cov}(X,Y)}{\sqrt{D(X)} \sqrt{D(Y)}}$,需注意分母为标准差的乘积。
破题关键点:
- 正确展开方差公式,注意协方差前的系数。
- 区分加法与减法公式中协方差的符号。
- 相关系数的标准化处理,确保分母为标准差乘积。
填空1:$\text{Cov}(X, Y)$
根据方差加法公式
已知$D(X+Y) = D(X) + D(Y) + 2\text{Cov}(X,Y)$,代入已知条件:
$6 = 1 + 4 + 2\text{Cov}(X,Y)$
解得:
$2\text{Cov}(X,Y) = 6 - 5 = 1 \quad \Rightarrow \quad \text{Cov}(X,Y) = 0.5$
填空2:$D(X - Y)$
根据方差减法公式
公式为:
$D(X-Y) = D(X) + D(Y) - 2\text{Cov}(X,Y)$
代入已知$\text{Cov}(X,Y) = 0.5$:
$D(X-Y) = 1 + 4 - 2 \times 0.5 = 5 - 1 = 4$
填空3:相关系数$\rho_{XY}$
代入相关系数公式
$\rho_{XY} = \dfrac{\text{Cov}(X,Y)}{\sqrt{D(X)} \sqrt{D(Y)}} = \dfrac{0.5}{\sqrt{1} \times \sqrt{4}} = \dfrac{0.5}{2} = 0.25$