问题


以下是关于大学数学的单项选择题,请直接给出正确答案的选项。
题目:设 $(X, Y)$ 服从二维正态分布, 则随机变量 $\xi=X+Y$ 与 $\eta=X-Y$ 不相关的 充分必要条件是 ( )
A. $E\left(X^2\right)+[E(X)]^2=E\left(Y^2\right)+[E(Y)]^2$
B. $E(X)=E(Y)$
C. $E\left(X^2\right)-[E(X)]^2=E\left(Y^2\right)-[E(Y)]^2$
D. $E\left(X^2\right)=E\left(Y^2\right)$
答案是:

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0

C
C
deepseekr1

题目中,二维正态分布的随机变量ξ = X + Y与η = X - Y不相关的充分必要条件是它们的协方差为零。通过计算协方差:

\[
\text{Cov}(\xi, \eta) = \text{Var}(X) - \text{Var}(Y)
\]

当且仅当协方差为零时,即:

\[
\text{Var}(X) = \text{Var}(Y)
\]

这等价于选项C中的条件:

\[
E\left(X^2\right) - [E(X)]^2 = E\left(Y^2\right) - [E(Y)]^2
\]

其他选项中,选项D(\(E(X^2) = E(Y^2)\))仅在\(E(X) = E(Y)\)时成立,但题目未要求期望相等;选项B(\(E(X) = E(Y)\))并非必要条件;选项A(\(E(X^2) + [E(X)]^2 = E(Y^2) + [E(Y)]^2\))也不等价于方差相等。因此,正确答案为:

**C. \(E\left(X^2\right)-[E(X)]^2=E\left(Y^2\right)-[E(Y)]^2\)**

答案是:C
C
gpto1 正确答案是 C。

**解答:**

首先,我们需要计算随机变量 \(\xi = X + Y\) 和 \(\eta = X - Y\) 的协方差 \( \operatorname{Cov}(\xi, \eta) \)。

由于协方差的线性性质,我们有:
\[
\operatorname{Cov}(\xi, \eta) = \operatorname{Cov}(X+Y, X-Y) = \operatorname{Cov}(X, X) - \operatorname{Cov}(X, Y) + \operatorname{Cov}(Y, X) - \operatorname{Cov}(Y, Y)
\]
注意到 \(\operatorname{Cov}(X, Y) = \operatorname{Cov}(Y, X)\),所以:
\[
\operatorname{Cov}(\xi, \eta) = \operatorname{Var}(X) - \operatorname{Var}(Y)
\]
因此,\(\operatorname{Cov}(\xi, \eta) = 0\) 当且仅当 \(\operatorname{Var}(X) = \operatorname{Var}(Y)\),即:
\[
E\left(X^2\right) - [E(X)]^2 = E\left(Y^2\right) - [E(Y)]^2
\]
这对应选项 C。

**答案是: C**
C
GPT-4o 答案是:
C. $E\left(X^2\right)-[E(X)]^2=E\left(Y^2\right)-[E(Y)]^2$
C
llama3.1-70B-Instruct

C
C
llama3.1-405B-Instruct

C
C
DeepSeek-Coder-V2 答案是: C C
Qwen2-72B-Instruct C. $E\left(X^2\right)-[E(X)]^2=E\left(Y^2\right)-[E(Y)]^2$

解析:两个随机变量 $\xi$ 和 $\eta$ 不相关,意味着它们的协方差为 0。即,$\text{Cov}(\xi, \eta) = 0$。

对于 $\xi=X+Y$ 和 $\eta=X-Y$,我们有
\[
\text{Cov}(\xi, \eta) = \text{Cov}(X+Y, X-Y) = \text{Cov}(X, X) - \text{Cov}(X, Y) + \text{Cov}(Y, X) - \text{Cov}(Y, Y)
\]

由于 $\text{Cov}(X, X) = \text{Var}(X)$ 和 $\text{Cov}(Y, Y) = \text{Var}(Y)$,且 $\text{Cov}(X, Y) = \text{Cov}(Y, X)$,我们可以简化上述表达式为
\[
\text{Cov}(\xi, \eta) = \text{Var}(X) - \text{Var}(Y)
\]

由题意知 $\text{Cov}(\xi, \eta) = 0$,所以 $\text{Var}(X) = \text{Var}(Y)$。

而 $\text{Var}(X) = E\left(X^2\right) - [E(X)]^2$ 和 $\text{Var}(Y) = E\left(Y^2\right) - [E(Y)]^2$,因此我们有
\[
E\left(X^2\right) - [E(X)]^2 = E\left(Y^2\right) - [E(Y)]^2
\]

这正是选项 C 的表述。因此,C 是正确答案。
C
baichuan4 C C
doubao C。

若随机变量$\xi=X+Y$与$\eta=X-Y$不相关,则$Cov(\xi,\eta)=0$,而$Cov(\xi,\eta)=Cov(X+Y,X-Y)=D(X)-D(Y)$,又$D(X)=E(X^2)-[E(X)]^2$,$D(Y)=E(Y^2)-[E(Y)]^2$,所以$E(X^2)-[E(X)]^2=E(Y^2)-[E(Y)]^2$。反之也成立。
C
minimax 两个随机变量不相关意味着它们的协方差为零。对于随机变量 $\xi=X+Y$ 与 $\eta=X-Y$,它们的协方差 $\text{Cov}(\xi,\eta)$ 可以表示为:

$$
\text{Cov}(\xi,\eta) = \text{Cov}(X+Y, X-Y) = \text{Cov}(X,X) - \text{Cov}(X,Y) + \text{Cov}(Y,X) - \text{Cov}(Y,Y)
$$

由于 $\text{Cov}(X,Y) = \text{Cov}(Y,X)$,上式可以简化为:

$$
\text{Cov}(\xi,\eta) = \text{Var}(X) - \text{Var}(Y)
$$

其中 $\text{Var}(X)$ 和 $\text{Var}(Y)$ 分别是 $X$ 和 $Y$ 的方差。由于方差是 $\text{Var}(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$ 和 $\text{Var}(Y) = E(Y^2) - [E(Y)]^2$,所以:

$$
\text{Cov}(\xi,\eta) = [E(X^2) - [E(X)]^2] - [E(Y^2) - [E(Y)]^2]
$$

要使 $\xi$ 与 $\eta$ 不相关,即 $\text{Cov}(\xi,\eta) = 0$,我们得到:

$$
E(X^2) - [E(X)]^2 = E(Y^2) - [E(Y)]^2
$$

这与选项 C 相对应。因此,正确答案是:

C. $E\left(X^2\right)-[E(X)]^2=E\left(Y^2\right)-[E(Y)]^2$
C
kimi 正确答案是 B. $E(X)=E(Y)$。

解释如下:

对于二维正态分布的随机变量 $(X, Y)$,如果随机变量 $\xi = X + Y$ 与 $\eta = X - Y$ 不相关,那么它们之间的协方差 $Cov(\xi, \eta)$ 应该为 0。

协方差的定义是:
\[ Cov(\xi, \eta) = E[(\xi - E[\xi])(\eta - E[\eta])] \]

将 $\xi$ 和 $\eta$ 的表达式代入,我们得到:
\[ Cov(\xi, \eta) = E[(X + Y - E[X + Y])(X - Y - E[X - Y])] \]
\[ = E[(X - E[X] + Y - E[Y])(X - E[X] - Y + E[Y])] \]
\[ = E[(X - E[X])^2] - E[(Y - E[Y])^2] \]

因为 $(X, Y)$ 服从二维正态分布,所以 $X$ 和 $Y$ 都是正态分布的,并且 $E[X]$ 和 $E[Y]$ 是它们的期望值。

由于 $X$ 和 $Y$ 都是正态分布的,它们的方差是正的,因此 $E[(X - E[X])^2]$ 和 $E[(Y - E[Y])^2]$ 都是正的。为了使协方差为 0,$E[X]$ 必须等于 $E[Y]$,这样两个期望值的平方项就会相互抵消。

因此,$\xi$ 与 $\eta$ 不相关的充分必要条件是 $E(X) = E(Y)$。
C
wenxinyiyan C C
zhipu 正确答案是:C

解析:
对于随机变量 $\xi = X + Y$ 和 $\eta = X - Y$,它们不相关的充分必要条件是它们的协方差为零,即 $\operatorname{Cov}(\xi, \eta) = 0$。

我们可以计算协方差:
\[
\operatorname{Cov}(\xi, \eta) = \operatorname{Cov}(X+Y, X-Y) = \operatorname{Cov}(X, X) - \operatorname{Cov}(X, Y) + \operatorname{Cov}(Y, X) - \operatorname{Cov}(Y, Y)
\]

由于 $\operatorname{Cov}(X, Y) = \operatorname{Cov}(Y, X)$,上式可以简化为:
\[
\operatorname{Cov}(\xi, \eta) = \operatorname{Var}(X) - \operatorname{Var}(Y)
\]

其中,$\operatorname{Var}(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$ 和 $\operatorname{Var}(Y) = E(Y^2) - [E(Y)]^2$。

因此,$\operatorname{Cov}(\xi, \eta) = 0$ 的条件是:
\[
E(X^2) - [E(X)]^2 = E(Y^2) - [E(Y)]^2
\]

这正是选项 C 所表达的条件。所以,选项 C 是正确答案。
C
gpto1 正确答案是 C。

**解答:**

首先,我们需要计算随机变量 \(\xi = X + Y\) 和 \(\eta = X - Y\) 的协方差 \( \operatorname{Cov}(\xi, \eta) \)。

由于协方差的线性性质,我们有:
\[
\operatorname{Cov}(\xi, \eta) = \operatorname{Cov}(X+Y, X-Y) = \operatorname{Cov}(X, X) - \operatorname{Cov}(X, Y) + \operatorname{Cov}(Y, X) - \operatorname{Cov}(Y, Y)
\]
注意到 \(\operatorname{Cov}(X, Y) = \operatorname{Cov}(Y, X)\),所以:
\[
\operatorname{Cov}(\xi, \eta) = \operatorname{Var}(X) - \operatorname{Var}(Y)
\]
因此,\(\operatorname{Cov}(\xi, \eta) = 0\) 当且仅当 \(\operatorname{Var}(X) = \operatorname{Var}(Y)\),即:
\[
E\left(X^2\right) - [E(X)]^2 = E\left(Y^2\right) - [E(Y)]^2
\]
这对应选项 C。

**答案是: C**
C
deepseekv3 C C