题目
Problem
The discrete random variable X has probability distribution
| x | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|
| P(X=x) | 0.3 | 0.2 | 0.35 | 0.15 |
(a) Find F(3.5)
(1)
(b) Find P(3X−3<X+2)
(2)
(c) Find E(X)
(2)
(d) Show that Var(X)=1.1275
(3)
(e) Find Var(5−2X)
(1)
解答
(a)
解法一
思路
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F(3.5) 表示 P(X⩽3.5)。因为 X 只能取 1,2,3,4,所以要把 1,2,3 的概率相加。
答题过程
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Since X is discrete,
F(3.5)====P(X⩽3.5)P(X=1)+P(X=2)+P(X=3)0.3+0.2+0.350.85.
(b)
解法一
思路
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先把不等式化成关于 X 的范围,再从概率表中选出满足条件的 x 值。
答题过程
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Solve the inequality first:
3X−32XX<X+2<5<2.5.
Therefore the possible values are X=1 and X=2.
P(3X−3<X+2)====P(X<2.5)P(X=1)+P(X=2)0.3+0.20.5.
(c)
解法一
思路
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离散型随机变量的期望用
E(X)=∑xP(X=x).
也就是每个取值乘以对应概率,再全部相加。
答题过程
展开
E(X)===1(0.3)+2(0.2)+3(0.35)+4(0.15)0.3+0.4+1.05+0.62.35.
(d)
解法一
思路
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要证明方差,先算 E(X2),再用
Var(X)=E(X2)−[E(X)]2.
上一小题已经得到 E(X)=2.35,这里可以直接承接。
答题过程
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First find E(X2):
E(X2)===12(0.3)+22(0.2)+32(0.35)+42(0.15)0.3+0.8+3.15+2.46.65.
Using E(X)=2.35,
Var(X)====E(X2)−[E(X)]26.65−(2.35)26.65−5.52251.1275.
Therefore
Var(X)=1.1275.
解法二
思路
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方差定义法。直接利用方差的定义式 Var(X)=∑(x−E(X))2P(X=x) 计算。带入 E(X)=2.35,算出每个取值与期望差的平方,再乘以对应的概率。这个方法直接展示了方差作为“偏离度”的本质定义。
答题过程
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From part (c), the expectation is E(X)=2.35.
Using the definition of variance Var(X)=∑(x−E(X))2P(X=x):
Var(X)=====(1−2.35)2P(X=1)+(2−2.35)2P(X=2)+(3−2.35)2P(X=3)+(4−2.35)2P(X=4)(−1.35)2(0.3)+(−0.35)2(0.2)+(0.65)2(0.35)+(1.65)2(0.15)(1.8225)(0.3)+(0.1225)(0.2)+(0.4225)(0.35)+(2.7225)(0.15)0.54675+0.0245+0.147875+0.4083751.1275.
Therefore, Var(X)=1.1275.
(e)
解法一
思路
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方差的线性变换规则是
Var(a+bX)=b2Var(X).
常数 5 不影响方差,系数 −2 会让方差乘以 (−2)2=4。
答题过程
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Var(5−2X)===(−2)2Var(X)4(1.1275)4.51.