设随机变量X和Y分别服从正态分布N(1,32)和N(0,42),且X与Y的相关系数ρxy=-12,设Z=X3+Y2,(1)求

2025-01-21 12:10:22
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(1)
∵X和Y分别服从正态分布N(1,32)和N(0,42),
∴由数学期望的性质,有:
EZ=E(

X
3
+
Y
2
)=
1
3
EX+
1
2
EY=
1
3
?1+
1
2
?0=
1
3

由方差和协方差的关系以及方差和协方差的性质,有:
DZ=D(
X
3
)+D(
Y
2
)+2Cov(
X
3
Y
2
)
=
1
9
DX+
1
4
DY+2?
1
3
?
1
2
Cov(X,Y)
=5+
1
3
Cov(X,Y)

又X与Y的相关系数:ρxy=-
1
2

而:ρXY
Cov(X,Y)
DX
DY

Cov(X,Y)=?
1
2
?3?4=?6

∴DZ=5-2=3.

(2)
Cov(X,Z)=Cov(X,
X
3
+
Y
2
)

=Cov(X,
X
3
)+Cov(X,
Y
2
)=
1
3
Cov(X,X)+
1
2
Cov(X,Y)=3+
1
2
Cov(X,Y)

又:ρXZ
Cov(X,Z)
DX
DZ
,Cov(X,Y)=-6,DZ=3,
ρXZ
3+
1
2
?(?6)
3?
3
=0


(3)
∵(X,Y)服从二维正态分布,而Z=
X
3
+
Y
2
也服从正态分布,
∴(X,Z)也服从二维正态分布,
由(2)知X与Z的相关系数:ρxz=0,
∴X与Z是相互独立的.