题目
设(X,Y)sim N(mu_1,mu_2;sigma_1^2,sigma_2^2;rho)(sigma_1>0,sigma_2>0),则((X-mu_1)/(sigma_1),Y)的分布为A. N(0,1;0,1,0)B. N(0,mu_2;1,sigma_2^2;0)C. N(0,mu_2;1,sigma_2^2;rho)D. 不能确定
设$(X,Y)\sim N(\mu_1,\mu_2;\sigma_1^2,\sigma_2^2;\rho)(\sigma_1>0,\sigma_2>0)$,则$(\frac{X-\mu_1}{\sigma_1},Y)$的分布为
A. $N(0,1;0,1,0)$
B. $N(0,\mu_2;1,\sigma_2^2;0)$
C. $N(0,\mu_2;1,\sigma_2^2;\rho)$
D. 不能确定
题目解答
答案
C. $N(0,\mu_2;1,\sigma_2^2;\rho)$
解析
考查要点:本题主要考查二维正态分布的线性变换性质,特别是标准化处理后变量的联合分布参数变化。
解题核心思路:
- 标准化处理:将原变量$X$标准化为$\frac{X-\mu_1}{\sigma_1}$,使其均值为$0$,方差为$1$。
- 联合分布参数推导:分析变换后的变量$\left(\frac{X-\mu_1}{\sigma_1}, Y\right)$的均值、方差及相关系数。
- 关键结论:标准化操作不会改变变量间的相关系数,因此新分布的相关系数仍为$\rho$。
破题关键点:
- 均值与方差的计算:标准化后的变量均值为$0$,方差为$1$;$Y$的均值和方差保持原值。
- 相关系数的不变性:标准化操作仅改变变量的尺度,不改变其相关性。
设$U = \frac{X - \mu_1}{\sigma_1}$,$V = Y$,分析$(U, V)$的联合分布:
1. 计算$U$的均值与方差
- $E[U] = E\left[\frac{X - \mu_1}{\sigma_1}\right] = \frac{E[X] - \mu_1}{\sigma_1} = 0$
- $\text{Var}(U) = \text{Var}\left(\frac{X - \mu_1}{\sigma_1}\right) = \frac{\text{Var}(X)}{\sigma_1^2} = \frac{\sigma_1^2}{\sigma_1^2} = 1$
2. 计算$V$的均值与方差
- $E[V] = E[Y] = \mu_2$
- $\text{Var}(V) = \text{Var}(Y) = \sigma_2^2$
3. 计算$U$与$V$的相关系数
- 协方差:
$\text{Cov}(U, V) = \text{Cov}\left(\frac{X - \mu_1}{\sigma_1}, Y\right) = \frac{1}{\sigma_1} \text{Cov}(X, Y) = \frac{1}{\sigma_1} \cdot \rho \sigma_1 \sigma_2 = \rho \sigma_2$ - 相关系数:
$\rho_{U,V} = \frac{\text{Cov}(U, V)}{\sqrt{\text{Var}(U)} \cdot \sqrt{\text{Var}(V)}} = \frac{\rho \sigma_2}{1 \cdot \sigma_2} = \rho$
4. 确定联合分布参数
$(U, V)$服从二维正态分布,参数为:
- 均值:$0$(对应$U$)和$\mu_2$(对应$V$)
- 方差:$1$(对应$U$)和$\sigma_2^2$(对应$V$)
- 相关系数:$\rho$
因此,正确答案为C。