kaoyan3basic 概率论与数理统计 第464题

教材习题

📝 题目

### 第464题 464 已知二维随机变量 $(X, Y) \sim N\left(\mu_{1}, \mu_{2} ; \sigma_{1}^{2}, \sigma_{2}^{2} ; \rho\right)\left(\sigma_{1}>0, \sigma_{2}>0\right)$ ,则二维随机变量 $\displaystyle \left(\frac{X-\mu_{1}}{\sigma_{1}}, Y\right) \sim$ $\_\_\_\_$ . 设随机变量 $X$ 服从参数为 $\lambda$ 的泊松分布,且已知 $E[(X-1)(X-2)]=1$ ,则 $\lambda=$$\_\_\_\_$。 □ 466 设随机变量 $X_{1}, X_{2}, \cdots, X_{n}(n>1)$ 独立同分布,且方差为 $\sigma^{2}>0$ ,记 $Y_{1}=\sum_{i=2}^{n} X_{i}$ 和 $Y_{n}=\sum_{j=1}^{n-1} X_{j}$ ,则 $Y_{1}$ 和 $Y_{n}$ 的协方差 $\operatorname{Cov}\left(Y_{1}, Y_{n}\right)=$ $\_\_\_\_$ .

💡 答案解析

**答案**:$N(0,1; \mu_2, \sigma_2^2; \rho)$ **解析**: 步骤1:令$\displaystyle U = \frac{X-\mu_1}{\sigma_1}$,则$U \sim N(0,1)$。 步骤2:$(U, Y)$为线性变换,仍服从二维正态分布,$E(U)=0$,$D(U)=1$,$E(Y)=\mu_2$,$D(Y)=\sigma_2^2$,$\displaystyle \text{Cov}(U,Y) = \frac{1}{\sigma_1}\text{Cov}(X,Y) = \rho\sigma_2$,故相关系数为$\rho$。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/6
目标:标准化X得到U
令 U = (X - μ1)/σ1,由于X ~ N(μ1, σ1^2),则U ~ N(0,1)。
公式:U = (X - μ1)/σ1
提示:标准化是处理正态分布的常用技巧。
步骤 2/6
目标:确定(U,Y)的分布类型
(U,Y)是(X,Y)的线性变换,由于(X,Y)服从二维正态分布,线性变换后仍服从二维正态分布。
提示:二维正态分布的线性变换保持正态性。
步骤 3/6
目标:计算(U,Y)的期望和方差
E(U)=0,D(U)=1;E(Y)=μ2,D(Y)=σ2^2。
提示:期望和方差的计算直接由定义得出。
步骤 4/6
目标:计算协方差Cov(U,Y)
Cov(U,Y) = Cov((X-μ1)/σ1, Y) = (1/σ1)Cov(X,Y) = (1/σ1)(ρσ1σ2) = ρσ2。
公式:Cov(U,Y) = ρσ2
提示:利用协方差的性质:Cov(aX+b, Y)=a Cov(X,Y)。
步骤 5/6
目标:得出相关系数
相关系数 ρ_{UY} = Cov(U,Y) / (√D(U)√D(Y)) = (ρσ2) / (1·σ2) = ρ。
公式:ρ_{UY} = ρ
提示:相关系数不变。
步骤 6/6
目标:写出分布
因此 (U,Y) ~ N(0,1; μ2, σ2^2; ρ)。
提示:二维正态分布的参数顺序为:E(U), E(Y), D(U), D(Y), ρ。

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