问题 问答题

设A,B是二随机事件,随机变量

试证明随机变量X和Y不相关的充分必要条件是A与B相互独立.

答案

参考答案:

[简解] 随机变量X和Y不相关,即cov(X,Y)=0.

事件A与B相互独立,就是P(AB)=P(A)P(B).要找出这两者之间的联系就应从cov(X,Y)

=E(XY)-E(X)E(Y)入手.

cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y),

同理,E(Y)=2P(B)-1.

现在求E(XY),由于XY只有两个可能值1和-1,所以

E(XY)=1·P{XY=1}+(-1)P{XY=-1},

其中P(XY=1)=P(X=1,Y=1)+P{X=-1,Y=-1}=P(AB)+P(

)

=P(AB)+1-P(A∪B)=2P(AB)-P(A)-P(B)+1

和P{XY=-1}=P{X=1,Y=-1}+P{X=-1,Y=1}=P

=P(A)+P(B)-2P(AB)

(或者P(XY=-1)=1-P{XY=1)=P(A)+P(B)-2P(AB).

所以,E(XY)=P{XY=1)-P{XY=-1}=4P(AB)-2P(A)-2P(B)+1,

cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y)

=4P(AB)-2P(A)-2P(B)+1-[2P(A)-1][2P(B)-1]

=4[P(AB)-P(A)P(B)].

因此,cov(X,Y)=0当且仅当P(AB)=P(A)P(B),即X与Y不相关的充分必要条件是A与B相互独立.

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