как расписать плотность
Плотность неизвестна и найти её не удастся. Более того, случайные величины задачи могут быть дискретными, и плотность может не существовать. Хорошая новость: без плотности тут можно обойтись.
Пара вопросов.
1) В условии записана связь между компонентами векторов

и

:

Как Вы думаете, какой будет связь между соответствующими центрированными величинами, то есть компонентами векторов

и

?
Кружочек над буквой в

, если понадобится, ставится так:
\mathring{x}2) Что такое

в терминах матожиданий?