?e?x,0?y?xf(x,y)???0,其他 ,
(1)求条件概率密度fY|X(y|x). (2)求条件概率P{X?1|Y?1}.
解: (1f(y|x)?f(x,y))由定义知:
Y|XfX(x),先求边缘密度:
??f???x?x0edyx?0 fX(x)??(x,y)dy????xe?x,x?????0,x?0?0?0,x?0.
fy|x)?f(x,y)??1,0?y?x,从而
Y|X(fx)???xX(?0,其他; P{X?11?????f(x,y)dx
(2)P{X?1|Y?1}??1,Y?1}P{Y?1}??1??fY(y)dy, 而Y的边缘密度为:
f????f(x,y)dx??????ye?xdxy?0??e?y,y?0Y(y)?????0,y?0??0,y?0,11f(x,y所以:P{X?1|Y?1}???????)dx?1(y)dy
??fY??10dx?x0e?xdy?1?2e?1e?2?1?y1?e?1?e?1。 0edy
16
例4.[2010年]设二维随机变量(X,Y)的概率密度为
f(x,y)?Ae?2x2?2xy?y2,(???x???,???y???),
求常数A及条件概率密度fY|X(y|x). 解: 利用正态分布的概率密度积分为1计算A。( 凑 ) ??)2 即 1????1?(t2?2??2??edt,
1??????y)dxdy=A??????2x2?2xy?y2?????f(x,?????edxdy
?A????x2??edx???e?(x?y)2??dy(y?x)2??A????x2dx????2(12)2dy?A?????x2??e??1e2???edx
2?x2?A?????e2(1)22??dx?A?2?1,
21 所以
A??;
??1又
fX(x)??????f(x,y)dy?????e?x2?e?(y?x)2dy
(y?x)2?1?x2????e2(12)2?e???1dy?1e?x22??;2 17
1f(x,y)?e?2x2?2xy?y2f 所以
Y|X(y|x)?f)?X(x1x2
?e??1e?x2?2xy?y2 ??1?e?(y?x)2.
题型三:随机变量的独立性
P{X?x,Y?y}?P{X?x}?P{Y?y},
F(x,y)?FX(x)?FY(y),
离散:P{X?xi,Y?yj}?P{X?xi}?P{Y?yj},pij?pi??p?j;
连续:f(x,y)?fX(x)?fY(y).
例1.设随机变量X与Y相互独立且有相同分布,
P{X??1}?P{Y??1}?12,P{X?1}?P{Y?1}?12,
则下列各式成立的是( )
A P{X?Y}?12; B P{X?Y}?1;
C P{X?Y?0}?14; D P{X?Y?1}?14. 解:考察(A):
18
P{X?Y}?P{X??1,Y??1}?P{X?1,Y?1}?P{X??1}P{Y??1}?P{X?1}P{Y?1}11111?????22222所以选(A).
例2.[2005,一(6)]设随机变量X与Y的
概率分布如表,已知随机事件{X?0},
X 0 1 Y
0 0.4 b 1 a 0.1 {X?Y?1}独立,则
A a?0.2,b?0.3; B a?0.4,b?0.1;
C a?0.3,b?0.2; D a?0.1,b?0.4.
解:由联合分布律性质:0.4?a?b?0.1?1,?a?b?0.5;
再利用独立性讨论:
P(X?0,X?Y?1)?P(X?0)?P(X?Y?1)
所以:
P(X?0,Y?1)?P(X?0)??P(X?0,Y?1)?P(X?1,Y?0)?
所以:a?(0.4?a)?(a?b)?0.5(0.4?a)?0.2?0.5a?a?0.4,b?0.1, 所以选(B).
例3.[2007,一(10)]设随机变量(X,Y)服从二维正态分布,且X与Y不相关,fX(x),fY(y)分别表示X,Y的分布密度,则在Y?y条件下,X的概率密度fX|Y(x|y)为( )
fX(x)A fX(x); B fY(y); C fX(x)?fY(y); D .
fY(y)解:注意不相关与独立的关系;独立一定不相关;但在一般情况下,不相关未
19
必独立;例外:在二维正态分布下,不相关?独立。
f(x,y)fX(x)?fY(y)??fX(x) 所以本题中:fX|Y(x|y)?fY(y)fY(y)答案选A。
例4.[2003,四]设随机变量X和Y都服从正态分布,且X与Y不相关,则( )
A X与Y一定独立; B (X,Y)服从二维正态分布; C X与Y未必独立; D X+Y服从一维正态分布.
解:由于不知(X,Y)的联合分布是否为二维正态分布,所以不能从X与Y不相关来判定X与Y是否独立!!!!!! 相反,如果X与Y独立,则B,D均成立。
答案选C。
例5.二维随机变量(X,Y)的分布密度
?3x,f(x,y)???0,0?x?1,0?y?x,
其他.求(1)X与Y边缘概率密度;(2)X,Y是否独立. 解:(1)如图, 当0?x?1时,0?y?x,故有
x2f(x)?f(x,y)dy?3xdy?3x X (0?x?1), ????0??当0???y?1时,y?x?1,有
1
fY(y)????f(x,y)dx??y3xdx? (2)显然
3(1?y2) (0?2y?1);
fX(x)?fY(y)?f(x,y),所以X和Y不是相互独立的.
20