解答题   设随机变量X和Y的联合分布在以点(0,1),(1,0),(1,1)为顶点的三角形区域上服从均匀分布(如图所示),试求随机变量U=X+Y的方差.
   
【正确答案】
【答案解析】【解法一】三角形区域
   G={(x,y):0≤x≤1,0≤y≤1,x+y≥1}
   于是X与Y的联合密度为
   
   【解法二】三角形区域为G={(x,y):0≤x≤1,0≤y≤1,x+y≥1};随机变量X和Y的联合密度为
   
   以f1(x)表示X的概率密度,则当x≤0或x≥1时,f1(x)=0;当0<x<1时,有
   
   因此
   同理可得
   现在求X和Y的协方差.
   
   于是
   【解法三】三角形区域为G={x,y:0≤x≤1,0≤y≤1,X+Y≥1};随机变量X和Y的联合密度为
   
   以f(u)表示U=X+Y的概率密度,当u<1或u>2时,显然f(u)=0.
   设1≤u≤2,当0≤x≤1且0≤u-x≤1时,f(x,u-x)=2,否则f(x,u-x)=0.由随机变量之和的概率密度公式有
   
   因此