独立随机变量乘积方差与方差乘积之间的大小关系证明
要解决的问题很简单如题,判断乘积方差与方差乘积之间的大小关系。
不得不说,乍一看真的很简单-_- 就是那种简单套路,随便一比应该就出来了吧
自己一去做好像就不是这么回事了... 上网查了一下基本没有详细步骤,就把我最后的智慧结晶贴出来(虽然这是数学证明的常用套路)
问题
随机变量\(A\)和\(B\)相互独立,试证明\(D(AB) \ge D(A)D(B)\)。
分析
题目中的条件是相互独立,那么势必要用到协方差为0的条件:\(E(AB) = E(A)E(B)\)
解答
首先将\(AB\)的方差进行拆解
\(\begin{array}{l}
D(AB) = E{(AB)^2} - {(E(AB))^2}\\
= E({A^2}{B^2}) - {(EAEB)^2}\\
= E{A^2}E{B^2} - {(EAEB)^2}
\end{array}\)
然后将\(A\)和\(B\)的方差进行拆解,使用配凑法得到结果。
\(\begin{array}{l}
DADB = \left( {E{A^2} - {{(EA)}^2}} \right)\left( {E{B^2} - {{(EB)}^2}} \right)\\
= E{A^2}E{B^2} - E{A^2}{(EB)^2} - {(EA)^2}E{B^2} + {(EA)^2}{(EB)^2}\\
= E{A^2}E{B^2} - {(EA)^2}{(EB)^2} - (E{A^2}{(EB)^2} + {(EA)^2}E{B^2} - 2{(EA)^2}{(EB)^2})\\
= E{A^2}E{B^2} - {(EA)^2}{(EB)^2} - \left[ {\left( {{{(EB)}^2}DA} \right) + \left( {{{(EA)}^2}DB} \right)} \right]\\
= DAB - \left[ {\left( {{{(EB)}^2}DA} \right) + \left( {{{(EA)}^2}DB} \right)} \right]
\end{array}\)