设 A,B 为两个随机事件,且 P(A)=41,P(B∣A)=31,P(A∣B)=21,令 X={1,0,A 发生,A 不发生, Y={1,0,B 发生,B 不发生. 求:(Ⅰ)二维随机变量 (X,Y) 的概率分布;(Ⅱ)X 与 Y 的相关系数 ρXY;(Ⅲ)Z=X2+Y2 的概率分布.
提示 1
先由 P(AB)=P(A)P(B∣A)、P(B)=P(AB)/P(A∣B) 补出 P(AB)=121, P(B)=61。提示 2
四个联合概率用 P(AB),P(ABˉ),P(AˉB),P(AˉBˉ) 逐一算出。提示 3
X,Y 均为 0-1 分布,E(XY)=P(AB),代协方差与相关系数公式;Z=X2+Y2 因 X,Y∈{0,1} 只取 0,1,2。答案与详解
答案 (Ⅰ)P(0,0)=32, P(0,1)=121, P(1,0)=61, P(1,1)=121;(Ⅱ)ρXY=1515;(Ⅲ)P(Z=0)=32, P(Z=1)=41, P(Z=2)=121
思路(为什么这么做)
两个示性变量 (X,Y) 的联合分布 → 四格概率就是 P(AB),P(ABˉ),P(AˉB),P(AˉBˉ);E(XY)=P(AB)。坑:先用条件概率公式把缺的 P(AB),P(B) 补齐;X2=X(0-1 变量)使 Z 只取 0,1,2。
解答
本题考查 0-1 型二维分布、相关系数、随机变量函数的分布。 先补概率:
P(AB)=P(A)P(B∣A)=41⋅31=121,
P(B)=P(A∣B)P(AB)=1/21/12=61。
(Ⅰ)
P{X=1,Y=1}=P(AB)=121;
P{X=1,Y=0}=P(ABˉ)=P(A)−P(AB)=61;
P{X=0,Y=1}=P(AˉB)=P(B)−P(AB)=121;
P{X=0,Y=0}=1−P(A)−P(B)+P(AB)=32。
(Ⅱ)
X∼B(1,41), Y∼B(1,61),故
EX=41, DX=163;
EY=61, DY=365。
E(XY)=P(AB)=121,
Cov(X,Y)=121−41⋅61=241,
ρXY=3/16⋅5/361/24=1515。
(Ⅲ)因
X,Y∈{0,1},
Z=X2+Y2 取值
0,1,2:
P(Z=0)=P(0,0)=32,
P(Z=1)=P(0,1)+P(1,0)=41,
P(Z=2)=P(1,1)=121。