期望值的公式

要問概率分布的一個自然問題是,"它的中心是什么?"期望值是概率分布中心的這種度量之一。由于它衡量的是平均值,所以這個公式來源于平均值也就不足為奇了。

為了建立一個起點,我們必須回答這個問題,"預期值是多少?"假設我們有一個與概率實驗相關的隨機變量。讓我們說我們一次又一次地重復這個實驗。在同一概率實驗的多次重復的長期運行中,如果我們將隨機變量的所有值取平均值,我們將獲得期望值。

接下來我們將看到如何使用公式來計算期望值。我們將同時查看離散設置和連續(xù)設置,并查看公式中的異同

離散隨機變量的公式

我們首先分析離散情況。給定一個離散的隨機變量X,假設它的值X,X,X。x,以及p,p,pp。這就是說這個隨機變量的概率質量函數(shù)給出了36 f 37(38 x 39)=40 p 41。42

X的期望值由下式給出:

E(X)=Xp+Xp+Xp+。+xp。

使用概率質量函數(shù)和求和符號,我們可以更緊湊地寫出如下公式,其中求和取自索引i

E(X)=∑XfX)。

這個版本的公式很有幫助,因為當我們有一個無限的樣本空間時,它也適用。這個公式也很容易調整為連續(xù)案件。

示例

翻轉硬幣三次,讓X成為頭的數(shù)量。隨機變量X是離散的和有限的。我們可以擁有的**可能的值是0,1,2和3。對于X=0,概率分布為1/8,X=1時為3/8,X=2時為3/8,X=3時為1/8。使用期望值公式獲得:

(1/8)0+(3/8)1+(3/8)2+(1/8)3=12/8=1.5

在這個例子中,我們看到,從長遠來看,我們將從這個實驗中平均總共有1.5個頭。這與我們的直覺是有道理的,因為3個中的一半是1.5。

連續(xù)隨機變量

的公式

我們現(xiàn)在轉向一個連續(xù)的隨機變量,我們用X表示。我們將用函數(shù)f給出X的概率密度函數(shù)。(X)。

X的期望值由下式給出:

E(X)=∫X fX)dX。

在這里,我們看到隨機變量的期望值表示為一個積分。

科普_1

預期值的應用程序163 164

隨機變量的期望值有許多應用。這個公式在圣彼得堡悖論中有一個有趣的外觀。

安全小知識順口溜