第三部分 第三章:二维随机变量的联合概率分布 双份(4)

2018-12-23 23:23

?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


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