设二维随机变量(X,Y)在单位圆内服从均匀分布,试问X,Y是否独立

如题所述

由题意知:X^2+Y^2=1,所以可设: X=cosθ,Y=sinθ,θ为[-π,π]上均匀分布的随机变量。

E(X)=(1/2π)∫(-π→π)cosθdθ=0; E(Y)=(1/2π)∫(-π→π)sinθdθ=0; 

E(X^2)=(1/2π)∫(-π→π)(cosθ)^2dθ=1/2;

E(Y^2)=(1/2π)∫(-π→π)(sinθ)^2dθ=1/2;

D(X)=E(X^2)-[E(X)]^2=1/2; 

D(Y)=E(Y^2)-[E(Y)]^2=1/2;

E(XY)=(1/2π)∫(-π→π)cosθsinθdθ=0; 

协方差Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)=0;

所以,相关系数ρXY=Cov(X,Y)/[(√D(X))(√D(Y))]=0;所以X、Y不相关; 

另外,显然有P{0<X<1/2}≠0, P{0<Y<1/2}≠0,所以: P{0<X<1/2}P{0<Y<1/2}≠0。 

但是,0<X<1/2和0<Y<1/2同时发生的概率为零,即:P{0<X<1/2,0<Y<1/2}=0, 所以P{0<X<1/2,0<Y<1/2}≠P{0<X<1/2}P{0<Y<1/2},所以X、Y不独立。

扩展资料:

相互独立的充要条件是协方差为0,同时相关系数为0。根据充分条件和必要条件的定义:若条件要求包含在“协方差为0,同时相关系数为0”内,则其为相互独立的必要条件;若“协方差为0,同时相关系数为0”包含在条件要求内,则其为相互独立的充分条件。否则,为既不充分又不必要条件。

若随机变量X与Y的联合分布是二维正态分布,则X与Y独立的充要条件是X与Y不相关。

对任意分布,若随机变量X与Y独立, 则X与Y不相关,即相关系数ρ=0.反之不真.

但当随机变量X与Y的联合分布是二维正态分布时,若X与Y不相关, 即相关系数ρ=0, 可以得到联合分布密度函数是两个边缘密度函数的乘积,所以X与Y独立。

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第1个回答  2013-04-28
由题意知:X^2+Y^2=1,所以可设: X=cosθ,Y=sinθ,θ为[-π,π]上均匀分布的随机变量。 E(X)=(1/2π)∫(-π→π)cosθdθ=0; E(Y)=(1/2π)∫(-π→π)sinθdθ=0; E(X^2)=(1/2π)∫(-π→π)(cosθ)^2dθ=1/2; E(Y^2)=(1/2π)∫(-π→π)(sinθ)^2dθ=1/2; D(X)=E(X^2)-[E(X)]^2=1/2; D(Y)=E(Y^2)-[E(Y)]^2=1/2; E(XY)=(1/2π)∫(-π→π)cosθsinθdθ=0; 协方差Cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)=0; 所以,相关系数ρXY=Cov(X,Y)/[(√D(X))(√D(Y))]=0;所以X、Y不相关; 另外,显然有P{0<X<1/2}≠0, P{0<Y<1/2}≠0,所以: P{0<X<1/2}P{0<Y<1/2}≠0, 但是,0<X<1/2和0<Y<1/2同时发生的概率为零,即:P{0<X<1/2,0<Y<1/2}=0, 所以P{0<X<1/2,0<Y<1/2}≠P{0<X<1/2}P{0<Y<1/2},所以X、Y不独立。本回答被网友采纳
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