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方差的定义

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:定义4.2.1 设随机变量X的数学期望E(X)存在,若E[(X-E(X))2]存在,则称E[(X-E(X))2]为随机变量X的方差(variance),记为D(X)(或Var(X)),即称 为 随 机 变 量 X 的 标 准 差 (standarddeviation) 或 均 方 差(meansquaredeviation),记作σ(X).由定义可知,方差D(X)反映了X的取值与E(X)的偏离程度

定义4.2.1 设随机变量X的数学期望E(X)存在,若E[(X-E(X))2]存在,则称E[(X-E(X))2]为随机变量X的方差(variance),记为D(X)(或Var(X)),即

D(X)=E[(X-E(X))2].  (4-7)

为 随 机 变 量 X 的 标 准 差 (standarddeviation) 或 均 方 差(meansquaredeviation),记作σ(X).

由定义可知,方差D(X)反映了X的取值与E(X)的偏离程度.若D(X)较小,则X的可能取值比较集中;反之,若D(X)较大,则X的取值比较分散.因此,D(X)是刻划X的取值分散程度的量.它是衡量X取值分散程度的一个尺度,即稳定性.

由于σ(X)与X具有相同的度量单位,故在实际问题中经常使用.

由定义4.2.1知,方差是随机变量X的函数g(X)=[X-E(X)]2的数学期望,故

其中,若X是离散型随机变量时,X的分布侓为pk=P{X=xk},k=1,2,…;

若X是连续型随机变量,X的密度函数为f(x).

一般地,若随机变量X的分布函数为F(x),则

实际计算中我们常用下面的公式:

D(X)=E(X2)-[E(X)]2  (4-8)

事实上,D(X)=E[(X-E(X))2]=E[X2-2XE(X)+[E(X)]2]=E(X2)-2E(X)E(X)+[E(X)]2=E(X2)-[E(X)]2

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