(1)一维随机变量的数字特征
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| 离散型
| 连续型
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期望
期望就是平均值
| 设X是离散型随机变量,其分布律为P( )=pk,k=1,2,…,n,
(要求绝对收敛)
| 设X是连续型随机变量,其概率密度为f(x),
(要求绝对收敛)
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函数的期望
| Y=g(X)
| Y=g(X)
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方差
D(X)=E[X-E(X)]2,
标准差
,
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矩
| ①对于正整数k,称随机变量X的k次幂的数学期望为X的k阶原点矩,记为vk,即
νk=E(Xk)= , k=1,2, ….
②对于正整数k,称随机变量X与E(X)差的k次幂的数学期望为X的k阶中心矩,记为,即
= , k=1,2, ….
| ①对于正整数k,称随机变量X的k次幂的数学期望为X的k阶原点矩,记为vk,即
νk=E(Xk)=
k=1,2, ….
②对于正整数k,称随机变量X与E(X)差的k次幂的数学期望为X的k阶中心矩,记为,即
=
k=1,2, ….
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切比雪夫不等式
| 设随机变量X具有数学期望E(X)=μ,方差D(X)=σ2,则对于任意正数ε,有下列切比雪夫不等式
切比雪夫不等式给出了在未知X的分布的情况下,对概率
的一种估计,它在理论上有重要意义。
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(2)期望的性质
| (1) E(C)=C
(2) E(CX)=CE(X)
(3) E(X+Y)=E(X)+E(Y),
(4) E(XY)=E(X) E(Y),充分条件:X和Y独立;
充要条件:X和Y不相关。
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(3)方差的性质
| (1) D(C)=0;E(C)=C
(2) D(aX)=a2D(X); E(aX)=aE(X)
(3) D(aX+b)= a2D(X); E(aX+b)=aE(X)+b
(4) D(X)=E(X2)-E2(X)
(5) D(X±Y)=D(X)+D(Y),充分条件:X和Y独立;
充要条件:X和Y不相关。
D(X±Y)=D(X)+D(Y) ±2E[(X-E(X))(Y-E(Y))],无条件成立。
而E(X+Y)=E(X)+E(Y),无条件成立。
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(4)常见分布的期望和方差
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| 期望
| 方差
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0-1分布
| p
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二项分布
| np
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泊松分布
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几何分布
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超几何分布
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均匀分布
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指数分布
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正态分布
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| n
| 2n
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t分布
| 0
| (n>2)
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(5)二维随机变量的数字特征
| 期望
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函数的期望
| =
| =
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方差
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协方差
| 对于随机变量X与Y,称它们的二阶混合中心矩 为X与Y的协方差或相关矩,记为 ,即
与记号 相对应,X与Y的方差D(X)与D(Y)也可分别记为 与 。
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相关系数
| 对于随机变量X与Y,如果D(X)>0, D(Y)>0,则称
为X与Y的相关系数,记作 (有时可简记为 )。
| |≤1,当| |=1时,称X与Y完全相关:
完全相关
而当 时,称X与Y不相关。
以下五个命题是等价的:
① ;
②cov(X,Y)=0;
③E(XY)=E(X)E(Y);
④D(X+Y)=D(X)+D(Y);
⑤D(X-Y)=D(X)+D(Y).
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协方差矩阵
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混合矩
| 对于随机变量X与Y,如果有 存在,则称之为X与Y的k+l阶混合原点矩,记为 ;k+l阶混合中心矩记为:
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(6)协方差的性质
| (i) cov (X, Y)=cov (Y, X);
(ii) cov(aX,bY)=ab cov(X,Y);
(iii) cov(X1+X2, Y)=cov(X1,Y)+cov(X2,Y);
(iv) cov(X,Y)=E(XY)-E(X)E(Y).
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(7)独立和不相关
| (i) 若随机变量X与Y相互独立,则 ;反之不真。
(ii) 若(X,Y)~N( ),
则X与Y相互独立的充要条件是X和Y不相关。
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