当前位置: 首页 > 所有学科 > 数学

几何分布的数学期望,几何分布的期望推导详细过程

  • 数学
  • 2024-09-03

几何分布的数学期望?求几何分布的期望公式:Eε=1/p。在概率论和统计学中,数学期望(mean)(或均值,亦简称期望)是试验中每次可能结果的概率乘以其结果的总和,是最基本的数学特征之一。它反映随机变量平均取值的大小。相关介绍:几何分布(Geometric distribution)是离散型概率分布。其中一种定义为:在n次伯努利试验中,那么,几何分布的数学期望?一起来了解一下吧。

几何分布的数学期望和方差

高中数学教科书新版第三册(选修II)比原来的修订本新增加随机变量的几何分布,但书中只给出了结论:

(1)

(2),而未加以证明。

几何分布的期望与方差计算要用到级数求和,过程如图。

扩展资料

期望的性质

设C为一个常数,X和Y是两个随机变量。以下是数学期望的重要性质:

1、

2、

3、

4、当X和Y相互独立时,

性质3和性质4可以推到到任意有限个相互独立的随机变量之和或之积的情况。

参考资料

百度百科——数学期望

几何分布的方差公式推导

几何分布的期望是1/p,方差公式推导为s^2=[(x1-x)^2+(x2-x)^2+......(xn-x)^2]/(n),其中x为平均数。

几何就是研究空间结构及性质的一门学科,而且它是数学中最基本的研究内容之一,与分析、代数等等具有同样重要的地位,并且关系极为密切。

泊松分布的数学期望

求几何分布的期望公式:Eε=1/p。在概率论和统计学中,数学期望(mean)(或均值,亦简称期望)是试验中每次可能结果的概率乘以其结果的总和,是最基本的数学特征之一。它反映随机变量平均取值的大小。

相关介绍:

几何分布(Geometric distribution)是离散型概率分布。其中一种定义为:在n次伯努利试验中,试验k次才得到第一次成功的机率。详细地说,是:前k-1次皆失败,第k次成功的概率。几何分布是帕斯卡分布当r=1时的特例。

在伯努利试验中,成功的概率为p,若ξ表示出现首次成功时的试验次数,则ξ是离散型随机变量,它只取正整数,且有P(ξ=k)=(1-p)的(k-1)次方乘以p (k=1,2,…,0

几何分布期望详细证明过程

超几何分布的数学期望和方差的算法

一、数学期望的计算公式:E=np。其中,n为样本容量,p为事件发生的概率。在超几何分布中,这意味着从一个有限总体中进行抽样,计算事件发生的平均次数。具体计算时,需要将每个可能取值的概率与其对应值相乘后求和。

二、方差的计算公式:Var=n×p×q或npq×np。其中p为成功事件发生的概率,q为失败事件发生的概率。方差用于衡量数据分布的离散程度。在超几何分布的场景下,这反映了观测值相对于数学期望的变动程度。计算时,需要用到数学期望以及每个可能取值与期望的差的平方的期望值。

详细解释如下:

对于数学期望的计算,超几何分布描述的是有限总体中抽取样本的过程。我们知道总体中被研究的事件的发生概率p,以及样本容量n。数学期望是所有可能取值与其对应概率的加权平均,反映了随机变量取值的平均或中心位置。在超几何分布中,由于涉及到抽取的过程,每次抽取都可能改变剩余总体的结构,因此数学期望的计算需要考虑这一点。

方差的计算反映了观测值偏离其均值的程度。在超几何分布中,由于随机性,实际观测的事件发生次数可能会多于或少于期望值。方差作为衡量这种离散程度的统计量,能帮助我们了解数据分布的波动情况。

几何分布的概率公式

几何分布的期望与方差公式怎么推导

Dξ=∑(ξ-Eξ)^2*Pξ

=∑(ξ^2+Eξ^2-2*ξ*Eξ)*Pξ

=∑(ξ^2*Pξ+Eξ^2*Pξ-2*Pξ*ξ*Eξ)

=∑ξ^2*Pξ+Eξ^2*∑Pξ-2*Eξ*∑Pξ*ξ

因为∑Pξ=1而且Eξ=∑ξ*Pξ

所以Dξ=∑ξ^2*Pξ-Eξ^2

而∑ξ^2*Pξ,表示E(ξ^2)

所以Dξ =E(ξ^2)-Eξ^2

下面计算几何分布的学期望,

Eξ=∑{ξ=1,∞}ξ*(1-p)^(ξ-1)*p

Eξ=p+∑{ξ=2,∞}ξ*(1-p)^(ξ-1)*p ①

当然

(1-p)*Eξ=∑{ξ=1,∞}ξ*(1-p)^ξ*p

(1-p)*Eξ=∑{ξ=2,∞}(ξ-1)*(1-p)^(ξ-1)*p ②

①-②得

p*Eξ=p+∑{ξ=2,∞}(1-p)^(ξ-1)*p

所以

Eξ=1+∑{ξ=2,∞}(1-p)^(ξ-1)

=∑{ξ=1,∞}(1-p)^(ξ-1)

=lim{x→∞}[1-(1-p)^x]/p

=1/p

若要计算方差,可以根据公式Dξ =E(ξ^2)-Eξ^2计算,

其中E(ξ^2)的计算过程如下:

E(ξ^2)=∑{ξ=1,∞}ξ^2*(1-p)^(ξ-1)*p

E(ξ^2)-E丹=∑{ξ=1,∞}ξ^2*(1-p)^(ξ-1)*p -∑{ξ=1,∞}ξ*(1-p)^(ξ-1)*p

E(ξ^2)-Eξ=∑{ξ=1,∞}ξ*(ξ-1)*(1-p)^(ξ-1)*p

E(ξ^2)=1/p+∑{ξ=1,∞}ξ*(ξ-1)*(1-p)^(ξ-1)*p ①

(1-p)*E(ξ^2)=(1-p)/p+∑{ξ=1,∞}ξ*(ξ-1)*(1-p)^ξ*p

(1-p)*E(ξ^2)=(1-p)/p+∑{ξ=2,∞}(ξ-1)*(ξ-2)*(1-p)^(ξ-1)*p ②

由①得

E(ξ^2)=1/p+∑{ξ=2,∞}ξ*(ξ-1)*(1-p)^(ξ-1)*p ③

③-②得

p*E(ξ^2)=1+∑{ξ=2,∞}2*(ξ-1)*(1-p)^(ξ-1)*p

E(ξ^2)=1/p+∑{ξ=2,∞}2*(ξ-1)*(1-p)^(ξ-1) ④

(1-p)*E(ξ^2)=(1-p)/p+2*∑{ξ=2,∞}(ξ-1)*(1-p)^ξ

(1-p)*E(ξ^2)=(1-p)/p+2*∑{ξ=3,∞}(ξ-2)*(1-p)^(ξ-1) ⑤

由④得

E(ξ^2)=1/p+2*(1-p)+2*∑{ξ=3,∞}(ξ-1)*(1-p)^(ξ-1) ⑥

⑥-⑤得.

p*E(ξ^2)=1+2*(1-p)+2*∑{ξ=3,∞}(1-p)^(ξ-1).

p*E(ξ^2)=1+2*(1-p)+2*lim{x→∞}(1-p)^2*[1-(1-p)^x]/p.

p*E(ξ^2)=1+2*(1-p)+2*(1-p)^2/p.

E(ξ^2)=1/p+2*(1-p)/p+2*(1-p)^2/p/p

=1/p+2*(1-p)/p/p

=(2-p)/p......

n个服从几何分布的独立同分布随机变数,加起来之后的方差怎么求

你好!根据性质,它们和的方差等于各变数方差之和,每个几何分布的方差是(1-p)/p^2,所以总的方差是n(1-p)/p^2。

以上就是几何分布的数学期望的全部内容,高中数学教科书新版第三册(选修II)比原来的修订本新增加随机变量的几何分布,但书中只给出了结论:(1)(2),而未加以证明。几何分布的期望与方差计算要用到级数求和,过程如图。

猜你喜欢