2.6.2 特殊方法
对于某些特殊情况,可以用下面定理的方法计算.
定理2.6.3设n维随机变量X=(X1,···,Xn)的概率密度为f(x1,···,xn),n元函数gj(x1,···,xn)(j=1,···,n)满足条件:
(1)存在唯一的反函数,即如果方程组
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有解,那么存在唯一的实数解xj=xj(y1,···,yn),j=1,···,n;
(2)gj(x1,···,xn)和xj(y1,···,yn)都是连续函数;
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则由Yj=gj(X1,···,Xn)(j=1,···,n)构成的n维随机变量Y=(Y1,···,Yn)的概率密度

证由式(2.6.4)知,

若记函数yj=gj(x1,···,xn)(j=1,···,n)的值域为D⊂B(n),并作变换xj=xj(y1,···,yn),则由式(2.6.3),式(2.6.7)可化为

若记
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则式(2.6.7)可化为

可见定理的结论成立.
例2.6.4设X=(X1,X2)的概率密度为f(x1,x2),且有

证毕


试求Y=(Y1,Y2)的概率密度fY(y1,y2).
解方程组®

于是由式(2.6.6)得Y=(Y1,Y2)的概率密度为

如果方程组(2.6.5)的解不唯一,也可以用类似于定理2.6.3的方法求解,不过要将结论稍加修改.(https://www.daowen.com)
推论2.6.3设n维随机变量X=(X1,···,Xn)的概率密度为f(x1,···,xn),n元函数gj(x1,···,xn)(j=1,···,n)满足条件
(1)存在m组反函数,即方程组
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有m组实数解
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则Y=(Y1,···,Yn)的概率密度

证明从略.
例2.6.5设(X1,X2)的概率密度为




同样有

变换的值域为G*:y1>0,-∞<y2<+∞.于是,(Y1,Y2)的概率密度为

易知,Y1的概率密度

Y2的概率密度

所以,Y1和Y2独立.
例2.6.6设随机变量X,Y的联合概率密度为

若U=2X,V=X+Y,求U,V的联合概率密度g(u,v).


