D(X)与E(X)公式(期望与方差)

E(X)=Σxᵢpᵢ D(X)=E[(X-μ)²]=E(X²)-[E(X)]²
随机变量的数学期望与方差
E(X):数学期望(均值μ) D(X):方差 σ=√D(X):标准差 D(X)=E(X²)-[E(X)]²

E(X)与D(X)公式详解

数学期望E(X):随机变量取值的加权平均,反映平均水平。

离散型:E(X)=Σxᵢpᵢ 连续型:E(X)=∫xf(x)dx

方差D(X):衡量随机变量取值偏离均值的程度,D(X)=E[(X-E(X))²]。

常用简化公式:D(X)=E(X²)-[E(X)]²

期望性质:E(aX+b)=aE(X)+b,E(X±Y)=E(X)±E(Y),E(XY)=E(X)E(Y)(X,Y独立时)

方差性质:D(aX+b)=a²D(X),D(X±Y)=D(X)+D(Y)(X,Y独立时),D(X)≥0

例题:掷骰子求E(X)和D(X)
解:E(X)=(1+2+3+4+5+6)/6=3.5,E(X²)=(1+4+9+16+25+36)/6=15.17,D(X)=15.17-3.5²≈2.92

常见问题

Q:方差和标准差什么区别?

A:方差D(X)单位是原单位的平方,标准差σ=√D(X)与原单位相同,更直观。两者都衡量离散程度,数值越大越分散。

Q:E(XY)=E(X)E(Y)什么时候成立?

A:当X和Y相互独立时成立。不独立时E(XY)=E(X)E(Y)+Cov(X,Y)。独立一定不相关,但不相关不一定独立。

Q:常见分布的期望方差?

A:二项分布B(n,p):E=np,D=np(1-p);泊松P(λ):E=D=λ;均匀U(a,b):E=(a+b)/2,D=(b-a)²/12;指数E(λ):E=1/λ,D=1/λ²;正态N(μ,σ²):E=μ,D=σ²。

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