解题思路:(1)二维正态密度函数的两个边缘密度函数都是正态密度函数,利用f1(x)=
∫
+∞
−∞
f(x,y)dy
可以求出各自密度函数,利用相关系数的定义可以求出相关系数,
(2)只需求出f(x,y)和f1(x)•f2(y)是否相等即可判断.
(1)由于二维正态密度函数的两个边缘密度函数都是正态密度函数,因此,
φ1(x,y)φ2(x,y)的两个边缘密度函数为标准正态密度函数,故
f1(x)=
∫+∞−∞f(x,y)dy=[1/2][
∫+∞−∞φ1(x,y)dy+
∫+∞−∞φ2(x,y)dy]=
1
2(
1
2πe−2x2+
1
2πe−2x2)=
1
2πe−2x2,
同理:
f2(y)=
1
2πe−2y2,
可见 X~N(0,1),Y~N(0,1),因此有
EX=0,DX=1,EY=0,DY=1,
于是随机变量X和Y的相关系数为:
ρ=
COV(X,Y)
DX
DY=
EXY−EXEY
DX
DY=EXY=
∫+∞−∞
∫+∞−∞xyf(x,y)dxdy=[1/2](
∫+∞−∞
∫+∞−∞xyφ1(x,y)dxdy+
∫+∞−∞
∫+∞−∞xyφ2(x,y)dxdy)=[1/2]([1/3]-[1/3])=0
(2)由题设:
f(x,y)=
2
8π
2(e−
9
16(x2−
2
3xy+y2)+e−
9
16(x2+
2
3xy+y2))
f1(x)•f2(y)=[1/2πe−
x2
2]•e−
y2
2=[1/2πe
(x2+y2)
−2]
可见:
f(x,y)≠f1(x)•f2(y)
因此X和Y不独立.
点评:
本题考点: 二维正态分布独立与相关的关系;二维正态分布的概率密度;二维正态分布的分布函数;二维正态分布的边缘分布.
考点点评: 本题主要考查二维正态分布概率密度函数、分布函数、联合分布以及相关系数,综合性较强,属于中等难度题.