设二维随机变量(X,Y)的密度函数为f(x,y)=[1/2][φ1(x,y)+φ2(x,y)],其中φ1(x,y)和φ2

1个回答

  • 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

    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.