歌能-宣传语
§2.6 条件分布与条件数学期望
一、
条件分布 我们知道随机变量的分布列全面地描述了随机变量的统计规律,如果要同
时研究两个随机变量,就需 要他们的联合分布列,设二维随机变量(
能取值为(
)的可
)i.j=1.2…,为了 计算联合分布列,利用乘法公式:
其中
常常记作
1)
2)
这说明
事实上因而
是表示在“
j=1.2…容易验证这时有
i=1.2…
” 的条件下””的条件概率,
具有分布列的两个性质,
确是一个分布列 ,它描述了在””的条件
下,随机变量的统计规律,当然一般来说这个分布列与 原来的分布列
不同,称为条件分布列。
如果(
从而
)的联合分布列已知,则边际分布列为:
, (或 , )也可求得联合分布列
由对称性,同时还有
反过来,如果已知
。
设 与 相互独立
显然当 与 相互独立时
,。
二、
条件数学期望
既然
1、
定义
定义:设随机变量在“”条件下的条件分布列为,
是一个分布列,当然可以对这个分布列求数学期望;
又 , 则称
。
为在“”条件下的条件数学期望,简
称条件期望,记作
例1:某射手进行射击,每 次击中目标的概率为p(0
两次时停止,令表示第一次击中目标时的射
击次数,表示第二次击中目标时
的射击次数,试求:联合分布列
。
解:
其中
, 条件分布列, 及条件期望
于是条件分布列为:
这时
在这个例子中,条件期望
。
的意义是很直观的,如果已知第二次击
中发生在第n次射击,那么第一次击中目标的可能性在第一,第二
、……第n-1
次,并且发生在第
在已知
均值为。
2、
条件数学期望的性质
条件期望具有与普通数学期望相类似的性质,例如有:
1)若 ,则存在,且有
;
,
存在,且
存在
。
次的概率都是
,因为也就是说
的条件下, 的取值为1,2……,n-1是等可能的,从而它的
特别地,
当c为一个常数时,
2)若
则
是两个常数,又
=
前面考察了在固定“
+ ;
”
的条件下条件期望的性质,由条件期望定义可
就有一个确定的实数
时,这个
知,当给定时,对于的每一个可能取值
与之对应,因而
函数值就等于
3)
而
是
的单值函数,当
。
,记这个函数为
由此刻可知,随机变量 对
求条件期望后再期望,等于对这个随机变量
直接求期望,这是条件期望的一个重要的基本性质。
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