數學期望與方差的關系_理解數學期望與方差之間的群關系
數學期望與方差的關系_理解數學期望與方差之間的群關系
隨機變量的數學期望與方差是高考的重要考點, 也是學習數學的難點。你知道兩者之間的關系嗎?下面就由學習啦小編和你說說吧。
數學期望與方差的關系
方差指一組數據中每個元素間的離散程度,方差小則離散程度小,反之則大.
期望值指一個人對某目標能夠實現(xiàn)的概率估計,即：一個人對目標估計可以實現(xiàn),這時概率為最大(P=1);反之,估計完全不可能實現(xiàn),這時概率為最小(p=0).因此,期望(值)也可以叫做期望概率.一個人對目標實現(xiàn)可能性估計的依據是過去的經驗,以判斷一定行為能夠導致某種結果或滿足某種需要的概率.
什么是數學期望
在概率論和統(tǒng)計學中，數學期望(mean)(或均值，亦簡稱期望)是試驗中每次可能結果的概率乘以其結果的總和。是最基本的數學特征之一。它反映隨機變量平均取值的大小。
需要注意的是，期望值并不一定等同于常識中的“期望”——“期望值”也許與每一個結果都不相等。(換句話說，期望值是該變量輸出值的平均數。期望值并不一定包含于變量的輸出值集合里。)
公式
X1,X2,X3，……，Xn為這離散型隨機變量，p(X1),p(X2),p(X3)，……p(Xn)為這幾個數據的概率函數。在隨機出現(xiàn)的幾個數據中p(X1),p(X2),p(X3)，……p(Xn)概率函數就理解為數據X1,X2,X3，……，Xn出現(xiàn)的頻率f(Xi).則：
E(X) = X1*p(X1) + X2*p(X2) + …… + Xn*p(Xn) = X1*f1(X1) + X2*f2(X2) + …… + Xn*fn(Xn)
什么是方差
方差的概念與計算公式，例1 兩人的5次測驗成績如下：X： 50，100，100，60，50 E(X)=72;Y： 73， 70， 75，72，70 E(Y)=72。平均成績相同，但X 不穩(wěn)定，對平均值的偏離大。方差描述隨機變量對于數學期望的偏離程度。單個偏離是消除符號影響方差即偏離平方的均值，記為D(X)：直接計算公式分離散型和連續(xù)型，具體為：這里 是一個數。推導另一種計算公式得到：“方差等于平方的均值減去均值的平方”。其中，分別為離散型和連續(xù)型計算公式。 稱為標準差或均方差，方差描述波動程度。
方差的性質
1.設C為常數，則D(C) = 0(常數無波動);
2.D(CX)=C2 D(X) (常數平方提取);
證：
特別地 D(-X) = D(X), D(-2X ) = 4D(X)(方差無負值)
3.若X 、Y 相互獨立，則證：記則
前面兩項恰為 D(X)和D(Y)，第三項展開后為
當X、Y 相互獨立時，
故第三項為零。
特別地
獨立前提的逐項求和，可推廣到有限項。
方差公式：
平均數：
(n表示這組數據個數，x1、x2、x3……xn表示這組數據具體數值)
方差公式：
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