Skip to content

离散型随机变量期望、方差的一些公式与证明 ​

声明 ​

本文基于人教版高中数学选修 2-3,本中随机变量均为离散型随机变量。

本文中 为 ( 表示随机变量 可能的取值的集合)的简写。

期望 ​

期望的线性性质 ​

课本上就有,证明略。

公式 1 ​

证明 ​

公式 2 ​

在 相互独立的情况下,有

证明 ​

由 相互独立知

所以

方差 ​

定义 ​

换种写法 ​

再换种写法 ​

即

公式 1 ​

课本上就有,证明略。

公式 2 ​

在 相互独立的情况下,有

证明 ​

即:

超几何分布 ​

定义 ​

个物品中有 个次品,超几何分布描述了在这 个样本中选 个,其中有 个次品的概率。

若随机变量 服从参数为 的超几何分布,则记为

期望 ​

若 ,则

证明 ​

引理 1 ​

由组合数公式可以得到

引理 2 ​

由组合数公式可以得到

引理 3 ​

由超几何分布概率和为 ,即

可得

推导过程 ​

方差 ​

二项分布 ​

定义 ​

二项分布(Binomial distribution)是 个 独立重复试验中成功的次数的离散概率分布,其中每次试验的成功概率为 。这样的单次成功/失败试验又称为 伯努利试验。

实际上,当 时,二项分布就是两点分布。

一般地,如果随机变量 服从参数 和 的二项分布,我们记 或 . 次试验中正好得到 次成功的概率为

期望 ​

若 ,则

证明 ​

简单的证明 ​

记

显然

由于 ,根据期望的线性性质,

复杂的证明 ​

记 ,那么

方差 ​

证明 ​

简单的方法 ​

类似于期望的那种证明方法。

复杂的方法 ​