先由 X 的密度算一、二阶矩:
E(X)E(X2)=2∫01(x−x2)dx=2(21−31)=31,=2∫01(x2−x3)dx=2(31−41)=61.
给定 X=x 时 Y∼U(x,1),故 E(Y∣X)=2(X+1)。用重期望公式,
E(Y)E(XY)=E(2X+1)=32,=E[XE(Y∣X)]=2E(X2)+E(X)=41.
所以 Cov(X,Y)=41−(31)(32)=361,选 D。这里给定 X 后,它可提出条件期望之外,不能把无条件的 E(XY) 直接拆成均值乘积。
由联合密度等于边缘密度乘条件密度,得 fX,Y(x,y)=(1−x)2(1−x)=2(0<x<y<1),其余为零。于是
E(XY)E(Y)=2∫01x(∫x1ydy)dx=∫01x(1−x2)dx=41,=2∫01y(∫0ydx)dy=32.
由 X 的边缘密度仍有 E(X)=31,故协方差为 41−92=361。积分区域必须保留 0<x<y<1。