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1、. 精品 习题习题 3-13-1 1. 已知随机变量X1和X2的概率分布分别为 X1-101 P 1 4 1 2 1 4 X201 P 1 2 1 2 而且. 求X1和X2的联合分布律. 12 01P X X 解解 由知. 因此X1和X2的联合分 12 01P X X 12 00P X X 布必形如 X2 X1 01pi -1P110 1 4 0 P21P22 1 2 1P310 1 4 pj 1 2 1 2 1 于是根据边缘概率密度和联合概率分布的关系有X1和X2的联合分布律 X2 X1 01pi -1 1 4 0 1 4 0 0 1 22 1 1 1 4 0 1 4 . 精品 pj 1 2
2、 1 2 1 (2) 注意到, 而, 所以 12 0,00P XX 12 1 000 4 P XP X X1和X2不独立. 2. 设随机变量(X,Y)的概率密度为 ( , ) (6), 02, 24, 0,. f x y kxyxy 其它 求: (1) 常数; (2) ; (3) ; (4) .k1,3P XY1.5P X 4P XY 解解 (1) 由, 得( , )d d1f x yx y , 2 424 22 202 0 4 2 1 1d(6)d(6)d(10)8 2 ykxyxky xxykyyk 所以 . 1 8 k (2) 31 20 1,3 1 1,3d(6)d 8 ( , )d
3、d xy P XYyxyxf x yx y . 1 3 2 2 0 11 (6)d 82 y xxy 3 2 1113 ()d 828 yy (3) 1.51.5 1.5d( , )d( )d X P Xxf x yyfxx 41.5 20 1 d(6)d 8 yxyx 1.5 4 2 2 0 11 (6)d 82 y xxy 4 2 1633 ()d 882 yy . 27 32 (4) 作直线, 并记此直线下方区域与的矩形区域4xy( , )0f x y 的交集为. 即.见图 3-8. 因此(0,2)(0,4)G:02,0Gxy4x P XY4(, )PX YG . 精品 ( , )d d
4、 G f x yx y 44 20 1 d(6)d 8 x yxyx 4 4 2 2 0 11 (6)d 82 x y xxy 4 2 2 11 (6)(4)(4) d 82 yyyy 4 2 2 11 2(4)(4) d 82 yyy . 4 23 2 11 (4)(4) 86 yy 2 3 图图 3-83-8 第第 4 4 题积分区域题积分区域 3. 二维随机变量的概率密度为(, )X Y 2 ( , ) ,1,01, 0, f x y kxy xyx 其它. 试确定, 并求.k 2 (, ),:,01PX YGG xyxx 解解 由,解 2 111 4 00 1( , )ddd(1)d
5、26 x kk f x yxdyxkxy yxxx 得.6k 因而 . 2 11 24 00 1 (, )d6d3()d 4 x x PX YGxxy yx xxx 4. 设二维随机变量(X, Y)概率密度为 . 精品 4.8 (2),01, 0, ( , ) 0,. yxxyx f x y 其它 求关于X和Y边缘概率密度. 解解 的概率密度在区域 ,外取零(, )X Y( , )f x y:0Gx10yx 值.因而, 有 0 2 4.8 (2)d ,01, ( )( , )d 0, 2.4(2),01, 0, x X yxyx fxf x yy x xx 其它. 其它. 1 2 4.8 (2
6、)d ,01, ( )( , )d 0, 2.4 (34),01, 0, y Y yxxy fyf x yx yyyy 其它. 其它. 5. 假设随机变量在区间-2, 2上服从均匀分布, 随机变量U 1,1, 1,1, U X U 若 若 1,1, 1,1. U Y U 若 若 试求：(1) X和Y的联合概率分布；(2).P XY1 解解 (1) 见本章第三节三(4). (2).P XY111P XY 11,1P XY 13 1 44 习题习题 3-23-2 1. 设(X, Y)的分布律为 求: (1) 在条件 Y X 1234 10.100.10 20.300.10.2 300.200 .
7、精品 X=2 下Y的条件分布律; . 精品 (2) .22P XY 解解 (1) 由于,所以在条件X=2 下Y6 . 02 . 01 . 003 . 02XP 的条件分布律为 , 2 1 6 . 0 3 . 0 2 1, 2 2| 1 XP YXP XYP ,0 6 . 0 0 2 2, 2 2|2 XP YXP XYP , 6 1 6 . 0 1 . 0 2 3, 2 2|3 XP YXP XYP , 3 1 6 . 0 2 . 0 2 4, 2 2|4 XP YXP XYP 或写成 kY 1234 2|XkYP 2 1 0 6 1 3 1 (2) 注意到 .P Y212P YP Y0.1
8、0.3000.20.6 而 2,22,12,2 3,13,2 P XYP XYP XY P XYP XY .0.3000.20.5 因此 . 2,2 22 2 P XY P XY P Y 0.55 0.66 2. 设二维随机变量(X, Y)的概率密度为 ( , ) 1, 01, 02 , 0,. f x y xyx 其它 求：(1) (X, Y)的边缘概率密度；(2)( ),( ) XY fxfy 11 . 22 P YX 解解 (1) 当时,;01x 2 0 ( )( , )dd2 x X fxf x yyyx 当x0 时或x1 时, . ( )0 X fx . 精品 故 2 ,01, (
9、) 0,其它. X xx fx 当 0y2 时,; 1 2 ( )( , )dd1 2 y Y y fyf x yxx 当时或时, . y0y2( )0 Y fy 故 1,02, ( )2 0,. Y y y fy 其它 (2) 当z0 时,; ( )0 Z Fz 当z2 时,;1)(zFZ 当 0z0), 试求随机变量和Z=X+Y的概率密度. 解解 已知X和Y的概率密度分别为 , ; . 2 2 () 2 1 ( )e 2 x X fx ),(x ).,(, 0 ),(, 2 1 )( aay aay a yfY 由于X和Y相互独立, 所以 2 2 () 2 11 ( )()( )ded 2
10、2 z y a ZXY a fzfzy fyyy a =. 1 ()() 2 zaza a 4. 设随机变量X和Y的联合分布是正方形G=(x,y)|1x3, 1y3上 的均匀分布, 试求随机变量U=|X-Y|的概率密度f(u). 解解 由题设知, X和Y的联合概率密度为 . 精品 11 1 ,3,3, ( , )4 0,. xy f x y 其它 . 精品 记为U的分布函数, 参见图 3-7, 则有( )F u 当u0 时,u=0; ( )|F uPXY 当u2 时,; ( )1F u 当 0 u2Y; (2) 求Z = X+Y的概率密度fZ(z). 解解 (1) . 1 1 2 02 2 7
11、 2 ( , )d dd(2)d 24 y xy P XYf x yx yyxyx (2) 方法一方法一: 先求Z的分布函数: .( )()( , )d d Z x yz FzP XYZf x yx y 当z0 时, FZ(z)0; 当 0z1 时, 1 00 ( )( , )d dd(2)d zz y Z D Fzf x yx yyxyx = z2-z3; 1 3 当 1z2 时, 2 11 1 ( )1( , )d d1d(2)d Z zz y D Fzf x yx yyxyx = 1-(2-z)3; 1 3 当z2 时, FZ(z) = 1. 故Z = X+Y的概率密度为 2 2 2,0
12、1, ( )( )(2) , 12, 0, ZZ zzz fzFzzz 其其. . 精品 方法二方法二: 利用公式( )( ,)d : Z fzf x zxx 2(),01, 01, ( ,) 0, xzxxzx f x zx 其它 2,01,1, 0,. zxxzx 其它 当z0 或z2 时, fZ(z) = 0; 当 0z1 时, 0 ( )(2)d(2); z Z fzzxzz 当 1z1, PYX及PY|X. 1 2 1 2 解解 (1) 当x0 或y0 时, (x, y) = 0, 所以 F(x, y) = 0. 当 0x1, 0y2 时, (x, y) = x2+xy, 1 3 所
13、以 2 00 1 ( , )( , )d d()d d 3 xyxy F x yu vu vuuvvu . 322 11 312 x yx y 当 02 时, 2 0000 ( , )( , )d d( , )d d( , )d d xyxyx F x yu vu vu vv uu vvu . 2 2 00 1 ()d d 3 x uuvvu 2 1 (21) 3 xx . 精品 当x1, 01, y2 时, . 12 2 00 1 ( , )()d d1 3 F x yuuvvu 综上所述, 分布函数为 2 2 0,00, 1 (),01, 02, 34 1 ( , )(21),01,2,
14、3 1 (4),1, 02, 12 1,1,2. 或 xy y x y xxy F x yxxxy yyxy xy (2) 当 0 x1 时, 2 22 0 2 ( )( , )d()d2, 33 X xy xx yyxyxx 故 2 2 2,01, ( )3 0,.其它 X xxx x 当 0y2 时, 1 2 0 11 ( )( , )d()d, 336 Y xy yx yxxxy 故 11 ,02, ( )36 0,.其它 Y yy y (3) 当 0y2 时, X关于Y = y的条件概率密度为 2 ( , )62 ( | ). ( )2 Y x yxxy x y yy 当 0 x1 时
15、, Y关于X = x的条件概率密度为 . 精品 ( , )3 ( | ). ( )62 X x yxy y x yx (4) 参见图 3-10. 图图 3-103-10 第第 9 9 题积分区域题积分区域 图图 3-113-11 第第 9 9 题积分题积分 区域区域 1 1( , )d d x y P XYx yx y 12 2 01 165 d()d. 372 x xxxyy 同理, 参见图 3-11. ( , )d d y x P YXx yx y 12 2 0 117 d()d. 324 x xxxyy 111 1 ,( , ) 11 222 2 | 11 22 ( ) 22 X P XYF P YX P XF 2 1 1 ( ,) 2 2 1 2 0 1 () 534 . 32 ( )d | X y x y x xx 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！