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习题课4答案1
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(∣∣ < 0.5, ∣ ∣ < 0.5) ≤ (2 + 2 < 0.5) = 0 < (∣∣ < 0.5) ⋅ (∣ ∣ < 0.5).Û1, . . . ,
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67
VVVÇÇÇØØ؆††êêênnnÚÚÚOOO111ooogggSSSKKK‘‘‘KKK888)))‰‰‰
KKK1 ‘ÅCþ𝑍Ñl«m[0, 2𝜋]þþ!©Ù"¦𝑋 = sin 𝑍, 𝑌 = cos 𝑍ƒ'XêCorr(𝑋, 𝑌 )§¿
ä𝑋†𝑌 Õá5"
)µ
𝐸𝑋 = 𝐸(sin 𝑍) =
2𝜋
0
sin 𝑧 ⋅
1
2𝜋
𝑑𝑧 = 0,
Var𝑋 = 𝐸𝑋
2
− (𝐸𝑋)
2
= 𝐸𝑋
2
= 𝐸(sin
2
𝑍) =
2𝜋
0
sin
2
𝑧 ⋅
1
2𝜋
𝑑𝑧 =
2𝜋
0
1 − cos 2𝑧
2
⋅
1
2𝜋
𝑑𝑧 =
1
2
,
ÓnŒ
𝐸𝑌 = 0, Var𝑌 =
1
2
.
2d
𝐸(𝑋𝑌 ) = 𝐸(sin 𝑍 cos 𝑍) =
2𝜋
0
sin 𝑧 cos 𝑧 ⋅
1
2𝜋
𝑑𝑧 = 0
•Cov(𝑋, 𝑌 ) = 0§l
Corr(𝑋, 𝑌 ) =
Cov(𝑋, 𝑌 )
√
Var𝑋Var𝑌
= 0,
Ïd𝑋, 𝑌 ؃'"
´𝑋, 𝑌 ØÕá§ù´Ï•
𝑃 (∣𝑋∣ < 0.5, ∣𝑌 ∣ < 0.5) ≤ 𝑃 (𝑋
2
+ 𝑌
2
< 0.5) = 0 < 𝑃 (∣𝑋∣ < 0.5) ⋅ 𝑃 (∣𝑌 ∣ < 0.5).
3ù‡¯K¥§•,𝑋, 𝑌 ˆgkVǗݧdu(𝑋, 𝑌 )•UÑy3ü ±
𝑆
1
= {(𝑥, 𝑦)∣𝑥
2
+ 𝑦
2
= 1}
þ§¤±§‚vkéÜVÇ—Ý"XJ𝑋, 𝑌 Õá§K𝑝
𝑋
(𝑥)𝑝
𝑌
(𝑦)Ò´(𝑋, 𝑌 )éÜVÇ—
ݼê§ù†(𝑋, 𝑌 )ÃéÜVǗݯ¢gñ§¤±𝑋, 𝑌 ØÕá"
u´§·‚؃'ØÕᘇ¢~"
KKK2 (𝑋
1
, 𝑋
2
, . . . , 𝑋
𝑟
)Ñlõ‘©Ù𝑀(𝑛, 𝑝
1
, 𝑝
2
, . . . , 𝑝
𝑟
)£𝑝
𝑖
> 0, 𝑖 = 1, . . . , 𝑟…𝑝
1
+⋅⋅⋅+𝑝
𝑟
= 1¤"
¦𝑋
𝑖
†𝑋
𝑗
ƒ'Xê§𝑖, 𝑗 = 1, . . . , 𝑟"
68
))){{{1µµµ dƒ'Xê½ÂØJyCorr(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑖
) = 1"e¡•Ä𝑖 ∕= 𝑗œ/"
dõ‘©Ù5Ÿ•§𝑋
𝑖
∼ 𝐵(𝑛, 𝑝
𝑖
)§(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
, 𝑛 −𝑋
𝑖
−𝑋
𝑗
) ∼ 𝑀(𝑛, 𝑝
𝑖
, 𝑝
𝑗
, 1 −𝑝
𝑖
−𝑝
𝑗
)§
¤±
𝐸𝑋
𝑖
= 𝑛𝑝
𝑖
, Var𝑋
𝑖
= 𝑛𝑝
𝑖
(1 − 𝑝
𝑖
).
𝐸(𝑋
𝑖
𝑋
𝑗
) =
𝑘≥0,𝑙≥0,𝑘+𝑙≤𝑛
𝑘𝑙 ⋅ 𝑃 (𝑋
𝑖
= 𝑘, 𝑋
𝑗
= 𝑙)
=
𝑘≥0,𝑙≥0,𝑘+𝑙≤𝑛
𝑘𝑙 ⋅
𝑛!
𝑘!𝑙!(𝑛 −𝑘 − 𝑙)!
𝑝
𝑘
𝑖
𝑝
𝑙
𝑗
(1 − 𝑝
𝑖
− 𝑝
𝑗
)
𝑛−𝑘−𝑙
= 𝑛(𝑛 − 1)𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
𝑘≥1,𝑙≥1,𝑘+𝑙≤𝑛
(𝑛 − 2)!
(𝑘 − 1)!(𝑙 − 1)!(𝑛 − 𝑘 − 𝑙)!
𝑝
𝑘−1
𝑖
𝑝
−1−1
𝑗
(1 − 𝑝
𝑖
− 𝑝
𝑗
)
𝑛−𝑘−𝑙
£5¿ù‡¦ÚVǹ¤
= 𝑛(𝑛 − 1)𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
.
¤±§
Cov(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
) = 𝐸(𝑋
𝑖
𝑋
𝑗
) − 𝐸𝑋
𝑖
⋅ 𝐸𝑋
𝑗
= 𝑛(𝑛 − 1)𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
− 𝑛𝑝
𝑖
⋅ 𝑛𝑝
𝑗
= −𝑛𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
.
l
Corr(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
) =
Cov(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
)
Var𝑋
𝑖
Var𝑋
𝑗
= −
𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
(1 − 𝑝
𝑖
)(1 − 𝑝
𝑗
)
.
))){{{2µµµ dƒ'Xê½ÂØJyCorr(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑖
) = 1"e¡•Ä𝑖 ∕= 𝑗œ/"
dõ‘©Ù5Ÿ•§𝑋
𝑖
∼ 𝐵(𝑛, 𝑝
𝑖
)§𝑋
𝑖
+ 𝑋
𝑗
∼ 𝐵(𝑛, 𝑝
𝑖
+ 𝑝
𝑗
)§¤±
𝐸𝑋
𝑖
= 𝑛𝑝
𝑖
, Var𝑋
𝑖
= 𝑛𝑝
𝑖
(1 − 𝑝
𝑖
).
d
Var(𝑋
𝑖
+ 𝑋
𝑗
) = Var𝑋
𝑖
+ Var𝑋
𝑗
+ 2Cov(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
)
Cov(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
) =
𝑛(𝑝
𝑖
+ 𝑝
𝑗
)(1 − 𝑝
𝑖
− 𝑝
𝑗
) − 𝑛𝑝
𝑖
(1 − 𝑝
𝑖
) − 𝑛𝑝
𝑗
(1 − 𝑝
𝑗
)
2
= −𝑛𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
.
¤±§
Corr(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
) =
Cov(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
)
Var𝑋
𝑖
Var𝑋
𝑗
= −
𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
(1 − 𝑝
𝑖
)(1 − 𝑝
𝑗
)
.
69
))){{{3µµµ dƒ'Xê½ÂØJyCorr(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑖
) = 1"e¡•Ä𝑖 ∕= 𝑗œ/"
P
𝑌
(𝑖)
𝑘
=
1, e1𝑘gÁ1𝑖«(J¶
0, ÄK
, 1 ≤ 𝑖 ≤ 𝑟, 1 ≤ 𝑘 ≤ 𝑛.
u´
𝑋
𝑖
=
𝑛
𝑘=1
𝑌
(𝑖)
𝑘
.
'u𝑌
(𝑖)
𝑘
§·‚k±e(ص
∙ ?Û˜gÁجkü«ØÓ(JÓžu)§¤±é?Û𝑖 ∕= 𝑗§𝑌
(𝑖)
𝑘
Ú𝑌
(𝑗)
𝑘
¥–
k˜‡•"§l𝑌
(𝑖)
𝑘
𝑌
(𝑗)
𝑘
= 0"
∙ ˆgÁ´Õá?1§¤±é?Û𝑖
1
, . . . , 𝑖
𝑛
∈ {1, . . . , 𝑟}§𝑌
(𝑖
1
)
1
, . . . , 𝑌
(𝑖
𝑛
)
𝑛
Õá"
∙ é?Û𝑖Ú𝑘§𝐸𝑌
(𝑖)
𝑘
= 𝑝
𝑖
§Var𝑌
(𝑖)
𝑘
= 𝑃 (𝑌
(𝑖)
𝑘
= 1)𝑃 (𝑌
(𝑖)
𝑘
= 0) = 𝑝
𝑖
(1 − 𝑝
𝑖
)"
l|^ÕáÚ•5Ÿ§
Var𝑋
𝑖
= Var
𝑛
𝑘=1
𝑌
(𝑖)
𝑘
=
𝑛
𝑘=1
Var(𝑌
(𝑖)
𝑘
) = 𝑛𝑝
𝑖
(1 − 𝑝
𝑖
).
|^•V‚5!é¡5§Õá5%¹Øƒ'55Ÿ§·‚k
Cov(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
) = Cov
𝑛
𝑘=1
𝑌
(𝑖)
𝑘
,
𝑛
𝑙=1
𝑌
(𝑗)
𝑙
=
𝑛
𝑘=1
Cov(𝑌
(𝑖)
𝑘
, 𝑌
(𝑗)
𝑘
) + 2
1≤𝑘<𝑙≤𝑛
Cov(𝑌
(𝑖)
𝑘
, 𝑌
(𝑗)
𝑙
)
=
𝑛
𝑘=1
Cov(𝑌
(𝑖)
𝑘
, 𝑌
(𝑗)
𝑘
)
=
𝑛
𝑘=1
𝐸(𝑌
(𝑖)
𝑘
, 𝑌
(𝑗)
𝑘
) − 𝐸(𝑌
(𝑖)
𝑘
)𝐸(𝑌
(𝑗)
𝑘
)
=
𝑛
𝑘=1
𝐸(𝑌
(𝑖)
𝑘
, 𝑌
(𝑗)
𝑘
) − 𝐸(𝑌
(𝑖)
𝑘
)𝐸(𝑌
(𝑗)
𝑘
)
=
𝑛
𝑘=1
− 𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
= −𝑛𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
.
70
¤±§
Corr(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
) =
Cov(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
)
Var𝑋
𝑖
Var𝑋
𝑗
= −
𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
(1 − 𝑝
𝑖
)(1 − 𝑝
𝑗
)
.
))){{{4µµµ Äk§𝑋
𝑖
∼ 𝐵(𝑛, 𝑝
𝑖
)§𝑋
𝑗
∼ 𝐵(𝑛, 𝑝
𝑗
)"
3®•𝑋
𝑗
= 𝑘^‡e§𝑋
𝑖
∼ 𝐵
𝑛 − 𝑘,
𝑝
𝑖
1−𝑝
𝑗
"¤±
𝐸(𝑋
𝑖
∣𝑋
𝑗
= 𝑘) =
(𝑛 − 𝑘)𝑝
𝑖
1 − 𝑝
𝑗
.
¤±§
𝐸(𝑋
𝑖
∣𝑋
𝑗
) =
(𝑛 − 𝑋
𝑗
)𝑝
𝑖
1 − 𝑝
𝑗
,
l
𝐸(𝑋
𝑖
𝑋
𝑗
) = 𝐸[𝐸(𝑋
𝑖
𝑋
𝑗
∣𝑋
𝑗
)] = 𝐸[𝑋
𝑗
𝐸(𝑋
𝑖
∣𝑋
𝑗
)]
= 𝐸
𝑋
𝑗
(𝑛 − 𝑋
𝑗
)𝑝
𝑖
1 − 𝑝
𝑗
=
𝑛𝑝
𝑖
1 − 𝑝
𝑗
𝐸𝑋
𝑗
−
𝑝
𝑖
1 − 𝑝
𝑗
𝐸𝑋
2
𝑗
=
𝑛
2
𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
1 − 𝑝
𝑗
−
𝑝
𝑖
(𝑛𝑝
𝑗
− 𝑛𝑝
2
𝑗
+ 𝑛
2
𝑝
2
𝑗
)
1 − 𝑝
𝑗
= 𝑛
2
𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
+ 𝑛𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
.
Ïd§
Cov(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
) = 𝐸(𝑋
𝑖
𝑋
𝑗
) − 𝐸𝑋
𝑖
⋅ 𝐸𝑋
𝑗
= 𝑛𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
,
Corr(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
) =
Cov(𝑋
𝑖
, 𝑋
𝑗
)
Var𝑋
𝑖
Var𝑋
𝑗
= −
𝑝
𝑖
𝑝
𝑗
(1 − 𝑝
𝑖
)(1 − 𝑝
𝑗
)
.
KKK3 (𝑋, Λ)VÇ©Ù•µΛ>©Ù—Ý•
1
𝜆
2
𝑒
−𝛽/𝜆
§𝜆 > 0§Ù¥𝛽•~궉½Λ =
𝜆ž§𝑋ÑlÏ"•
1
𝜆
•ê©Ù"¦𝐸𝑋"
))){{{1µµµ d𝑋'uΛ^‡©Ù•§
𝐸(𝑋∣Λ = 𝜆) =
1
𝜆
.
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梁肖松
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