期望、均值

本文深入探讨了统计学中的两个核心概念——均值与期望,详细解释了它们的定义、计算方法及在随机变量中的应用。通过对比均值与期望的区别,结合大数定理阐述了两者之间的联系,强调了在大量随机事件中均值的稳定性。

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均值:

定义:
实验结果得出了x1,x2,x3,…,xnx_1,x_2,x_3,\dots,x_nx1,x2,x3,,xn,这n个样本的均值:xˉ=∑i=1nxi\bar{x}=\sum_{i=1}^{n}x_ixˉ=i=1nxi实验观察到的样本而言,是一个 统计学 的概念。

期望:

定义:

1.离散随机变量XXX的分布律为P(X=xk)=pk,k=1,2,…P(X=x_k)=p_k,k=1,2,\dotsP(X=xk)=pk,k=1,2,如果级数∑k=1∞xkpk\sum_{k=1}^{\infty}x_kp_kk=1xkpk绝对收敛,则离散随机变量XXX期望:E(X)=∑k=1∞xkpkE(X)=\sum_{k=1}^{\infty}x_kp_kE(X)=k=1xkpk2.连续性随机变量XXX的概率密度函数为f(x)f(x)f(x)若积分∫−∞+∞xf(x)dx\int_{-\infty}^{+\infty}xf(x)dx+xf(x)dx绝对收敛,则连续性随机变量XXX数学期望:E(X)=∫−∞+∞xf(x)dxE(X)=\int_{-\infty}^{+\infty}xf(x)dxE(X)=+xf(x)dx
以上可以看出,期望是针对于 随机变量 而言的一个量,是从 概率论 角度出发的。
期望就是平均数随 样本趋于无穷 的极限。所以,期望是针对 总体 而言的,研究总体是 上帝 的事情。

大数定理:

定义:
X1,X2,…,XnX_1,X_2, \dots,X_nX1,X2,,Xn是独立同分布的随机变量,数学期望分别是E(Xk)E(X_k)E(Xk),则对于任意小的正数ϵ\epsilonϵ有:lim⁡n→∞P(∣1n∑k=1nXk−1n∑k=1nE(Xk)∣&lt;ϵ)=1\lim_{n\rightarrow \infty}P(\mid\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n}X_{k}-\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n}E(X_k)\mid&lt;\epsilon)=1nlimP(n1k=1nXkn1k=1nE(Xk)<ϵ)=1μ=1n∑k=1nXk,Xˉn=1n∑k=1nE(Xk)\mu=\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n}X_{k}, \bar{X}_n= \frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n}E(X_k)μ=n1k=1nXk,Xˉn=n1k=1nE(Xk),这样在概率论中叫做 “Xˉn\bar{X}_nXˉn依概率收敛于μ\muμ”。

随机事件的大量重复出现中,往往呈现几乎必然的规律。在试验不变的条件下,重复试验多次,随机事件的概率 近似于 它出现的频率。
也就是说,随机事件的大量重复出现(n→∞n\rightarrow \inftyn),均值具有稳定性
这样,均值和期望的联系依靠大数定理联系起来。

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