U,V都是正态分布,正态分布有个很特殊的性质:正态分布不相关,则独立。

所以只需证:Cov(U, V) = 0

Cov(U,V) = Cov(X+Y, X-Y)

= Cov(X, X) - Cov(X, Y) + Cov(Y, X) - Cov(Y, Y)

因为 X,Y 独立同分布,所以:Cov(X, X) = Cov(Y, Y),Cov(X, Y) = Cov(Y, X)

所以,Cov(U, V) = 0

两个独立正态分布的随机变量的线性组合仍服从正态分布。

这是二维正态分布的边缘分布(不需要独立)的线性组合服从正态分布的特殊情况。

因为若X,Y服从相互独立的正态分布,则(X,Y)服从二维正态分布(密度函数为fX(x)·fY(y))。

若没有独立或服从二维正态分布这样的条件,则可以有下面这样的反例:

设X服从标准正态分布,Y服从与之独立的两点分布:P(Y = 1) = 1/2, P(Y = -1) = 1/2。

则XY与|X|·Y都服从标准正态分布,但二者的和并不服从正态分布(取0的概率为1/2)。