已知(X,Y)的联合密度函数 (Ⅰ)求常数A;(X,Y)的联合分布函数F(χ,y),并问X与Y是否独立?为什么? (Ⅱ)求条件概率密度fX|Y(χ|y),fY|X(y|χ)及条件概率P{X+Y>1|X<}; (Ⅲ)记Z1=Y-X,

admin2018-06-12  31

问题 已知(X,Y)的联合密度函数

    (Ⅰ)求常数A;(X,Y)的联合分布函数F(χ,y),并问X与Y是否独立?为什么?
    (Ⅱ)求条件概率密度fX|Y(χ|y),fY|X(y|χ)及条件概率P{X+Y>1|X<};
    (Ⅲ)记Z1=Y-X,求证Z1服从参数λ=1的指数分布,并计算Z2=X+Y的概率密度.

选项

答案(Ⅰ)因为1=∫-∞+∞-∞+∞f(χ,y)dχdy=∫0+∞dχ∫χ+∞Ae-χe-ydy=A∫0+∞e-χdχ= [*],所以A=2. F(χ,y)=P{X≤χ,Y≤y}=∫-∞χ-∞yf(u,v)dudv, 当χ≤0或y≤0时,F(χ,y)=0; 当0<y≤χ时, F(χ,y)=∫0ydu∫uy2e-ue-vdv=2∫0y(e-2ue-ye-u)du =(-e-2u+2e-ye-u)|0y=1-2e-y+e-2y, 当0<χ<Y时, F(χ,y)=∫0χdu∫uy2e-ue-vdv=2∫0χ(e-2u-e-ye-u)du =(-e-2u+2e-ye-u)|0χ=1-2e-y-e-2χ+2e-(χ+y). 综上得, [*] 因为FX(χ).FY(y)≠F(χ,y),所以X与Y不独立. [*] (Ⅱ)由于X的概率密度 [*] Y的概率密度 [*] (Ⅲ)①通过求Z1=Y-X的分布函数(或概率密度)来证明Z1服从参数λ=1的指数分布. Z1=Y-X的分布函数F1(z)=P{Y-X≤z}=[*]f(χ,y)dχdy, 当z≤0时,F1(z)=0;当z>0时, F1(z)=∫0+∞dχ∫χχ+z2e-χe-ydy=2∫0+∞e-χ(e-χ-e-χe-z)dχ =(1-e-z)2∫0+∞e-2χdχ=1-e-z. 综上得[*] 所以Z1=Y-X服从参数λ=1的指数分布. [*] ②若(X,Y)~f(χ,y),则Z2=X+Y,的概率密度 f2(z)=∫-∞+∞f(χ,z-χ)dχ=∫-∞+∞f(z-y,y)dy, 其中f(z-y,y)=[*], 即0<y<z<2),, 所以当z≤0时f2(z)=0;当z>0时 f2(z)=[*]2e-zdy=ze-z. 综上得f2(z)=[*]

解析
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