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Z=X+Y.试求(Ⅰ)X

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  • 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.

    二维随机变量(X,Y)的联合概率密度f(x,y)=

    1

    2,(x,y)∈D

    0,其它

    (Ⅰ)①根据边缘概率密度的定义

    fX(x)=

    ∫+∞?∞f(x,y)dy

    ∴当-1≤x≤0时,fX(x)=

    ∫1+x?1?x

    1

    2dy=1+x;

    当0<x≤1时,fX(x)=

    ∫1+xx?1

    1

    2dy=1?x;

    当x<-1或x>1时,由于f(x,y)=0,因而fX(x)=0

    ∴fX(x)=

    1+x,?1≤x≤0

    1?x,0<x≤1

    0,其它

    ②设Z=X+Y,则FZ(z)=

    ∫∫

    x+y≤zf(x,y)dxdy.

    在区域D上,|x|+|y|≤1,所以-1≤z=x+y≤1.

    ∴当z≤-1时,FZ(z)=0;当z≥1时,FZ(z)=1;

    当-1<z<1时,FZ(z)=

    ∫∫

    x+y≤zf(x,y)dxdy=

    1+z

    2?

    2?

    1

    2=

    1+z

    2

    ∴FZ(z)=

    0,z≤?1

    1+z

    2,?1<z<1

    1,z≥1

    ∴Z的概率密度为fZ(z)=[FZ(z)]′=

    1

    2,?1<z<1

    0,其它.

    (Ⅱ) 由(I)X的概率密度fX(x)=

    1+x,?1≤x≤0

    1?x,0<x≤1

    0,其它为奇函数,因而

    EX=

    ∫+∞?∞fX(x)dx=0,EXY=

    ∫+∞?∞

    ∫+∞?∞xyf(x,y)dxdy=

    1

    2

    ∫∫

    Dxydxdy=0,

    ∴Cov(X,Y)=EXY-EXEY=0

    ∴ρXY=0

    (Ⅲ)由fX(x)≠0,根据条件概率密度公式fX|Y(x|y)=

    f(x,y)

    fY(y),

    得在X=0条件下,Y的条件密度

    fY|X(y|x)=

    1

    2,|y|≤1

    0,其它