1定义1:设X是一离散型随机变量,其分布列为:则随机变量X的数学期望为:X1x)(1xp2x)(ixpix)(2xpP,xf设X是一连续型随机变量,其分布密度为则随机变量X的数学期望为一、一维随机变量的数学期望iiixpxXEiiixpxXEdxxxfXEdxxxfXE定义2:第三章随机变量的数字特征(一)基本内容2(1)设二维离散随机变量(X,Y)的联合概率函数为p(xi,yj),则随机变量X及Y的数学期望分别定义如下:,,ijjiiyxpxXE.,jijijyxpyYE,iiXixpxXE.jjYjypyYE(2)设二维连续随机变量(X,Y)的联合概率密度为f(x,y),则随机变量X及Y的数学期望分别定义如下:,,dxdyyxxfXE.,dxdyyxyfYE即:,dxxxfXEX.dyyyfYEY假定级数是绝对收敛的.假定积分是绝对收敛的.二、二维随机变量的数学期望即:3iiixpxgXEgEY则定义随机变量函数的数学期望为:XgYX1x)(1xp2xnx)(ixXP)(nxp)(2xp(1)设离散型随机变量X的概率分布为:三、一维随机变量函数的数学期望dxxfxgXEgEY机变量函数的数学期望为:XgY则定义随(2)若X为连续型随机变量,,xf其概率密度为4(1)设二维离散随机变量(X,Y)的联合概率函数为p(xi,yj),则随机变量函数g(X,Y)的数学期望如下:,,,,ijjijiyxpyxgYXgE(2)设二维连续随机变量(X,Y)的联合概率密度为f(x,y),则随机变量g(X,Y)的数学期望如下:,,,,dxdyyxfyxgYXgE假定这个级数是绝对收敛的.假定这个积分是绝对收敛的.四、二维随机变量的函数的数学期望5五、关于数学期望的定理定理1bEXabXaEaEaEXaXaEbEXbXE推论(1)(2)(3)定理2推论:.11niiniiEXXEYEXEYXE定理3若X、Y独立,则有:推论.11niiniiEXXE相互独立,则若nXXX,,,21YEXEXYE6定义X的标准差:2EXXEDXDXX定义X的方差:若X为离散型随机变量,则有12iiipEXxXD若X为连续型随机变量,则有dxxfEXxXD)(222XEXEDX方差的计算公式:;0Db;DXbXD.)(2DXaaXDDXabaXD2定理1推论:有关方差的定理:六、方差与标准差7定理2:DYDXYXD若X与Y独立,推论:niiniiXDXD11七、某些常用分布的数学期望及方差二项分布:,pEXpqDX0-1分布:,npEXnpqDX,EXDX几何分布:2pqDX,1pEX12)(2abDX,2baEX均匀分布:,1EX21DX指数分布:Poisson分布8.,2jiijjyxpEYy,,2jiijiyxpEXxjjYiypEYy2XDiXiixpEXx2YD二维随机变量的方差:,,2dxdyyxfEXx.,2dxdyyxfEYydyyfEYyDYY2dxxfEXxDXX2连续型随机变量,,YX离散型随机变量,,YX9kkXEXEX1kkXEXEX随机变量X的k阶原点矩:定义1:定义2:X的k阶中心矩:;01DX2对于离散随机变量:iikikxpxX)()(对于连续随机变量:dxxfxXkk)()(对于离散随机变量:对于连续随机变量:iikikxpXExX)()]([)(dxxfXExXkk)()()(其中k为正整数。特别的,特别的,八、原点矩与中心矩10)]}.()][({[),cov(YEYXEXEYX.,,covdxdyyxfEYyEXxYX⑴离散型随机变量:⑵连续型随机变量:1、X与Y的协方差(或相关矩):定义注.,,covijjijiyxpEYyEXxYX九、协方差与相关系数定理1)()()(),cov(YEXEXYEYX定理2若X与Y独立,则:.0,covYX注设X与Y是任两个随机变量,),cov(2)()()(YXYDXDYXD逆命题不成立。11),(cov),(YXYXR)()(),(cov),(YDXDYXYXR2、X与Y的相关系数定义定理31,YXR,bXaY且.0,1;0,1),(bbYXR定理41),(YXR定理5如果X与Y独立,则,0),(YXR反之不成立。即:X与Y相互独立X与Y不相关12概率论与数理统计作业9(§3.1)1.X、Y独立同分布,X01P1/32/3(1)PXY则5/9()=EXY4/92.设X的密度函数为,则2(1)01()0xxfx其它=EX2()EX1/31/63.随机变量的分布率为,则2020.40.30.3XP()EX-0.22(3+5)=EX13.44.已知随机变量的分布列为P(X=m)=1/10,m=2,4,…,18,20,则=EX1112pp5.对两台仪器进行独立测试,已知第一台仪器发生故障的概率为,第二台仪器发生故障的概率为.令X表示测试中发生故障的仪器数,则1p2pEX13二、计算题1.连续型随机变量的概率密度为又知,求k和的值。01(,0)()0akxxkafx其它0.75EX解:由101,afxdxkxdx1,1ka得又,()0.75EX100.75,axfxdxxkxdx有0.75,2ka得故由上两式解得k=3,a=214的次品率为p,求每批产品抽查样品的平均数。都是合格,则也停止检查而认为这批产品合格。设这批产品立即停止检查而认为这批产品不合格;若连续检查5个产品2对某工厂的每批产品进行放回抽样检查。若发现次品,则设随机变量X表示每批产品抽查的样品数,则:)4,3,2,1()(1mpqmXPm∴X的概率分布表如下:)1(qp454)5(qqpqXPX)(mXP4q521ppq432pq3pq4324325101055432ppppqpqpqpqpEX解153.设二维随机变量(X,Y)的联合密度函数为1)求EX,EY及E(XY);2)求X与Y的边缘密度函数;2221140xyxyfxy,其它解:1)21121137121,4210;8xEXxfxydxdydxxxydyxxdx21121128121,477;49xEYyfxydxdydxyxydyxxdx21121139121,470;4xEXYxyfxydxdydxxyxydyxxdx162)1x时,212262121,;48Xxfxfxydyxydyxx1x时,0Xfx2621,1;80,1.Xxxxfxx01y时,522217,;42yYyfyfxydxxydxy10yy或时0Yfy527,01;20,10.Yyyfyyy或17概率论与数理统计作业10(§3.2~§3.4)一、填空题1.设随机变量相互独立,其中在[0,6]上服从均匀分布,服从,服从参数为的泊松分布,记,则123,,XXX1X2X1()2e3X312323YXXX()DY462.随机变量X、Y相互独立,又则--2,8.1~2,~8,4XPYB2EXY2DXY3.随机变量相关系数,则0.3~(10,0.6),~(0.6),XBYP1(,)4RXY(,)CovXY4、若,且,则n=36,p=1/3.~(,)XBnp()12,8EXDX18二、选择题1.设随机变量X和Y的方差存在且不等于0,则是X和Y的(B)A)不相关的充分条件,但不是必要条件;B)独立的必要条件,但不是充分条件;C)不相关的必要条件,但不是充分条件;D)独立的充分必要条件()DXYDXDY(1)21EXXA)1,B)2,C)3,D)02.设且,则(A)~()XP3.设相互独立同服从参数的泊松分布,令,则CA)1.B)9.C)10.D)6.123,,XXX31231()3YXXX2()EY194.将一枚硬币重复掷n次,以X和Y分别表示正面向上和反面向上的次数,则X与Y的相关系数等于()。A)1B)0C)1/2D)15.设随机变量()2DX,()2DY,而且X与Y不相关,令YaXU,bYXV,且U与V也不相关,则有()A)0ba;B)0ba;C)0ba;D)0ab.6.若YX,表示二维随机变量YX,的相关系数,则“1,YX”是“存在常数a、b(0b)使得1bXaYP”的()A)必要条件,但非充分条件;B)充分条件,但非必要条件;C)充分必要条件;D)既非充分条件,也非必要条件.ACC20三、1.一批零件中有9个合格品与3个废品。安装机器时从中任取1个。如果每次取出的废品不再放回去,求在取得合格品以前已取出的废品数方差。解设在取得合格品以前已取出的废品数为XX)(ixP1043449220132220922013220924491430)(XE3.010322013220924491430)(22222XE409.0229)()()(22XEXEXD319.01100351212设随机变量X的概率密度为:1,01,112xxxxf解求方差D(X)。011)(112dxxxXE)()()()(222XEXEXEXD102211221211)(dxxxdxxxXD令tdtdxtxcos,sin212212)(sin2)(202dxtXD223.二维随机变量(,)在区域R:XYxyx0,10上服从均匀分布,求:(1)数学期望)(XE及(2)方差)(XD及(3)及)(YE)(YD),cov(YX),(YXR解dxdyyxf,xdydxC01012C(1)设(X,Y)的概率密度其它xyxCyxf0,100),(2C)(XE(2)dxdyyxxf,xdyxdx010232)(YEdxdyyxyf,xydydx010231)(2XEdxdyyxfx,2xdydxx0102221)(2YEdxdyyxfy,2xdyydx02102612322)]([)(