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.