数学期望的六个公式,(期望值公式推导)

2024年2月10日09:01:51250

概论:

一维随机变量的期望是对该随机变量取值的加权平均,用来衡量其平均值。方差则量化随机变量取值与其期望值之间的离散程度,是衡量随机变量波动性的指标。

对于二维随机变量(X, Y),其期望值和方差分别为:

期望值:
E(X)=∫∫ x f(x, y) dx dy
E(Y)=∫∫ y f(x, y) dx dy

其中,f(x, y)为(X, Y)的联合概率密度函数。计算期望时,要对所有可能取值进行加权平均,考虑到联合概率密度函数的影响。

方差:
Var(X)=E(X^2) - [E(X)]^2
Var(Y)=E(Y^2) - [E(Y)]^2

其中,
E(X^2)=∫∫ x^2 f(x, y) dx dy
E(Y^2)=∫∫ y^2 f(x, y) dx dy

需要注意的是,方差衡量了随机变量偏离其均值的程度,它是平方差的平均值。

协方差

数学期望的六个公式,(期望值公式推导)

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1.一维随机变量期望与方差:

公式:

离散型:

E(X)=∑i=1->nXiPi

Y=g(x)

E(Y)=∑i=1->ng(x)Pi

连续型:

期望值 E(X) 是一个随机变量 X 的加权平均值。它由随机变量 X 按其取值的概率分布加权求得。 E(X) 可以表示为对 X 的取值进行加权求和,即 E(X)=∑x P(X=x)。

Y=g(x)

E(Y)=∫-∞->+∞g(x)f(x)dx 表示随机变量Y的期望值,其中g(x)和f(x)是概率密度函数。

方差的公式为D(x)=E(x2)-(E(x))2。

标准差:根号下的方差

常用分布的数学期望和方差如下:

1. 二项分布:
- 数学期望:n*p
- 方差:n*p*(1-p)

2. 泊松分布:
- 数学期望:λ
- 方差:λ

3. 正态分布:
- 数学期望:μ
- 方差:σ^2

4. 均匀分布:
- 数学期望:(a+b)/2
- 方差:(b-a)^2/12

服从0~1分布的随机变量X的期望为p,方差为p(1-p)。

二项分布B(n,p)是一种离散概率分布,表示n次独立的伯努利试验中成功的次数。其中n代表试验的次数,p代表每次试验成功的概率。这个分布的期望值是np,方差是np(1-p)。

泊松分布π(λ)是一种描述单位时间(或单位面积)内事件发生计数的概率分布。它的期望值(均值)和方差都等于参数λ。

几何分布的期望值是1/p,方差是(1-p)/p2。

正态分布是一种在统计学和概率论中常见的连续概率分布。它由两个参数定义:期望值μ和方差σ2。期望值μ代表了分布的平均值,而方差σ2则描述了数据点在期望值周围分布的程度。

均匀分布是指在一定范围内的数值均匀分布。对于一个服从均匀分布的随机变量X,其期望值为(a+b)/2,方差为(b-a)^2/12。

指数分布E(λ)的期望为1/λ,方差为1/λ2。

卡方分布是一种常见的概率分布,记做χ2(n),其中n表示自由度。卡方分布的期望值为n,方差为2n。

期望E(x)的性质:

E(c)=c

E(ax+c)=aE(x)+c

E(x+-Y)=E(X)+-E(Y)

X和 Y相互独立:

E(XY)=E(X)E(Y)

方差D(X)的性质:

D(c)=0

D(aX+b)=a2D(x)

根据给定的内容,重新表达公式为:D(X+Y)=D(X)+D(Y)+2Cov(X,Y)。

X和Y相互独立:

D(X+-Y)=D(X)+D(Y)

2.二维随机变量的期望与方差:

3.协方差:Cov(X,Y):

由于给出的内容为数学公式,因此我将不会直接进行修改。

协方差:

协方差(X,Y)可以用期望值的形式表示为E(XY)-E(X)E(Y)。

相关系数

标准化回归系数可以通过变量X和Y的协方差除以X和Y的标准差的乘积来计算。

ρxY=0为X与Y不相关

牢记:相关并不代表独立,而独立未必意味着不相关。

协方差的性质:

Cov(X,Y)=Cov(Y,X)

Cov(X,C)=0

CoV(X,X)=D(X)

根据给定内容,重新表达为:"如果有两个随机变量X和Y,以及常数a和b,那么方差是Cov(ax+b,Y)=aCov(X,Y)成立。"

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