例1 设相互独立,每个随机变量的均值为0,方差为1。记,求与的相关系数 解 又。
类似。则与的相关系数。
例2 设,,且与相互独立。设,求证。
例3 设为相互独立的随机变量,且记。证明:①;
例4 设是两个且;
证明:① 又设的相关系数为,应用①证明:
证明:① 即。设;则。
故满足(1)中的条件。又。
例5 (holden不等式)
例6 (jensen不等式)
例3 设随机变量的分布函数,试确定的分布密度,并求。
解因为是的分布函数,则,即。
当时, 当时,
故。即为参数为的指数。。
例7 设相互独立,均服从。令。证明: ①服从二维正态分布。
相互独立的充要条件为。
解由于相互独立,均服从,则的联合分布。
作变换,则。
故()的联合密度为。
即。即而与独立。
例8 已知随机变量,在给定条件下,,在给定条件下, 。求
的联合分布及其各自的边沿密度。
在给定的条件下,求的条件密度?
解:设的联合密度为。
的联合密度为。的密度为。
则。所以的联合密度为:
即。故,故的边沿密度为,的边沿密度为。
故在给定的条件下,
例设。求 ①②
解的边沿密度。
的边沿密度。
例设是独立同分布的随机变量,均为正的。证明:对有。
证明设的联合分布函数为。的分布函数为。因为独立同分布,则。
因为独立同分布,且均取正值。故。又。
故。例若相互独立,均服从,试证:
证明由于相互独立,且均服从。
则()的联合密度。又。故。
其中,。例设的分布函数为且存在,试证:
证明: 由均值存在,得。(当)当)
以此代入的计算公式,得。
例设服从二元正态分布,,证明:
证明:由题设得。
例4 设是两个随机变量,且。
证明 ①。设的相关系数为,应用①证明:
证明 ① 因为。即。e
设,则。故满足(1)中条件,故。
又。例若服从,求。
解 令,则。
原式。当为偶数时,当为奇数时,例设,若,证明:。
解因为。即对任意成立。又,则判别式。
即,,令,得。
其中,把这些不等式中前个的左右两边分别相乘化简约,得。
两边同时开方,得。
例设张卡片,分别编有号码从1到。从这些卡片中每次任意抽取一张,记录其号码后仍放回去,共抽取次。设随机变量表示次抽得的卡片的最大号码,求。
解:的可能取值为。又。故。
当很大时,有。
故当很大时,例5 (holder不等式) 设,其中,且,则。
特别,当时,得到cauchy不等式。
证明考虑曲线,取任意,则由图示曲边三角形aod的面积与曲边三角形boc的面积之和不小于,即。又。则。
令,并在不等式两侧求期望,得。
即。例设,则。
证明:当时,由即得上式。对,若,则上式显然成立。设,且。由于。
有。利用holder不等式:其中。即。
两边同除以,得。
即。另外,当时,显然有,得。
由此可见,对任意,若均有有限阶绝对矩,则也有有限的阶绝对矩。
例(jensen不等式) 设是一随机变量,取值于有限的区间。是连续凹函数。若存在,则。
证明由于的凹性,则对每个及一切,有。
其中为在处曲线的切线的斜率,令,则。
得。令。取期望。
例7(李亚普诺夫不等式) 对任意实数,若,则。
证明:令;当时,是凹函数。设,则。
p233.19. 证明的分布函数为,对。
20.解设的分布函数为;
又。21.解因为取值于内,故。
为一实数。取,则。
24.解先证。
其中为的中位数。即,由此得,当时,达到最小值。
故。当时,则。
类似当时,
当时,原式显然成立。
接7本)26.解:
由于各的独立性,及。因此上面和式中只有和的项不为0,显然, (共项)共项)故。
27.解:,其中为的中位数,即。
由此得,当时,达到最小值。
书上定义,则为连续型随机变量)
柯尔莫哥洛夫不等式设是独立的随机变量方差有限,则对,有。
当时,即得切比雪夫不等式。在上式中,令即可。
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