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方差
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因此,D(X)是刻画X取值分散程度的一个量,它是衡量X取值分散程度的一个尺度。
==方差的计算==
由定义知,方差是随机变量 X 的函数
g(X)=[X-E(X)]^2
的数学期望。即:
证明:
D(X)=E[X-E(X)]^2
=E{X^2-2XE(X)+[E(X)]^2}
=E(X^2)-2[E(X)]^2+[E(X)]^2
=E(X^2)-[E(X)]^2
X服从(0—1)分布,则E(X)=p D(X)=p(1-p)
X服从泊松分布,即X~ π(λ),则 E(X)= λ,D(X)= λ
X服从均匀分布,即X~U(a,<b>b),</b>则E(X)=(a+b)/2, D(X)=(b-a)^2/12
X服从指数分布,即X~e(θ), E(X)= θ,D(X)= θ^2
标准差与方差不同的是,标准差和变量的计算单位相同,比方差清楚,因此很多时候我们分析的时候更多的使用的是标准差。
===高考实例===
(甘肃省,2002年)某校初三年级甲、乙两班举行电脑汉字输入速度比赛,两个班参加比赛的学生每分钟输入汉字的个数,经统计和计算后结果如下表所示:
<table><tr><td align="" width="66">班级</td><td align="" width="66">参加人数</td><td align="" width="66">平均字数</td><td align="" width="66">[[中位数]]</td><td align="" width="66">方差</td></tr><tr><td align="" width="66">甲</td><td align="" width="66">55</td><td align="" width="66">135</td><td align="" width="66">149</td><td align="" width="66">191</td></tr><tr><td align="" width="66">乙</td><td align="" width="66">55</td><td align="" width="66">135</td><td align="" width="66">151</td><td align="" width="66">110</td></tr></table> 有一位同学根据上表得出如下结论:
===定理===
设随机变量X就有数学期望E(X)=µ,方差D(X)=σ^2 ,则对于任意整数ε,有不等式
<table><tr><td></td><td>或</td><td></td></tr></table> 成立。
由切比雪夫不等式可以看出,若 ε 越小,则事件{|X-E(X)|< ε }的概率越大,即随机变量X 集中在期望附近的可能性越大.
就只连续性随机变量的情况来证明。
= P(-2100 ≤X-E(X) ≤ 2100)
= P{ |X-E(X)| ≤ 2100}
由切比雪夫不等式,
即估计每毫升白细胞数在5200~9400之间的概率不小于8/9 .