区域D实际上是以(-1,0),(1,0),(0,1),(0,-1)为顶点的正方形区域,D的面积为2.
二维随机变量(X,Y)的联合概率密度f(x,y)=
1
2,(x,y)∈D
0,其它
(Ⅰ)①根据边缘概率密度的定义
fX(x)=
∫+∞?∞f(x,y)dy
∴当-1≤x≤0时,fX(x)=
∫1+x?1?x
1
2dy=1+x;
当0<x≤1时,fX(x)=
∫1+xx?1
1
2dy=1?x;
当x<-1或x>1时,由于f(x,y)=0,因而fX(x)=0
∴fX(x)=
1+x,?1≤x≤0
1?x,0<x≤1
0,其它
②设Z=X+Y,则FZ(z)=
∫∫
x+y≤zf(x,y)dxdy.
在区域D上,|x|+|y|≤1,所以-1≤z=x+y≤1.
∴当z≤-1时,FZ(z)=0;当z≥1时,FZ(z)=1;
当-1<z<1时,FZ(z)=
∫∫
x+y≤zf(x,y)dxdy=
1+z
2?
2?
1
2=
1+z
2
∴FZ(z)=
0,z≤?1
1+z
2,?1<z<1
1,z≥1
∴Z的概率密度为fZ(z)=[FZ(z)]′=
1
2,?1<z<1
0,其它.
(Ⅱ) 由(I)X的概率密度fX(x)=
1+x,?1≤x≤0
1?x,0<x≤1
0,其它为奇函数,因而
EX=
∫+∞?∞fX(x)dx=0,EXY=
∫+∞?∞
∫+∞?∞xyf(x,y)dxdy=
1
2
∫∫
Dxydxdy=0,
∴Cov(X,Y)=EXY-EXEY=0
∴ρXY=0
(Ⅲ)由fX(x)≠0,根据条件概率密度公式fX|Y(x|y)=
f(x,y)
fY(y),
得在X=0条件下,Y的条件密度
fY|X(y|x)=
1
2,|y|≤1
0,其它