解答题 22.设二维随机变量(x,y)在区域D上服从均匀分布,其中D={(x,y)||X|+| Y |≤1}。又设U=X+Y,V=X-Y,试求:
(Ⅰ)U和V的概率密度
(Ⅱ)U和V的协方差Cov(U,V)和相关系数
【正确答案】区域D实际上是以(-1,0),(1,0),(0,1),(0,-1)为顶点的正方形区域,D的面积为2,(X,Y)的联合概率密度,可利用的对称性。
(Ⅰ)U=X+Y,FU(u)=P{U≤u}=P{X+Y≤u}=
当u<-1时,FU(u)=0;
当-1≤u≤1时,

当u>1时,FU(u)=1。

即U~U[-1,1]。
V=X-Y,FV(v)=P{V≤V}=P{X—Y≤v}=
当v<-1时,FV(v)=0;
当-1≤v≤1时,

当v>1时,FV(v)=1。

即V~U[-1,1]。
(Ⅱ)Cov(U,V)=E(UV)-E(U)E(V),显然E(U)=E(V)=0,而E(UV)=E[(X+Y)(X-Y)]=E(X2-y2)=E(X2)-E(y2),由X,Y的对称性得E(X2)=E(y2),所以
【答案解析】本题主要考查概率密度、协方差及相关系数的求法。