什么样的随机变量知道期望方差就可以求中心矩估计和原点矩


课前导读
求随机变量的数字特征,需要用到高等数学中积分和级数收敛的定义。
第一节 数学期望
离散型随机变量数学期望(均值)的定义:注意,该级数需要绝对收敛
连续型随机变量的数学期望:
数学期望的物理含义:质心。
常用离散随机变量的数学期望:两点分布;二项分布;泊松分布
以上三种分布的期望的直观解释:
常用连续型随机变量的数学期望:均匀分布:;指数分布;正态分布
直观解释:
三、数学期望的性质
数学期望的性质定理:
严格意义上常数不具有随机性,从而不是随机变量。但在概率论中,称它为服从参数为c的退化分布,分布律为。
性质(2)、(3)、(4)可推广至多维随机变量的情形:
第二节 方差和标准差
方差和标准差刻画随机变量分布的稳定性或者波动程度。
一、方差和标准差的定义
方差和标准差的定义:
实际计算方差时,更多采用下列公式:
常用分布的方差:泊松分布的方差:
均匀分布的方差:
指数分布的方差:
正态分布的方差:
二、方差的性质
性质(2)、(3)、(4)可以推广至多个随机变量的情形。
二项分布的方差:
中心化随机变量和标准化随机变量:
第三节 协方差和相关系数
一、协方差
随机变量和的协方差:实际中常用计算公式:
协方差反映了和之间协同变化的关系。协方差大=>X和Y均有同时大于或同时小于各自平均值的趋势;协方差小=> X趋向大于平均值时另一个有小于其平均值的趋势。当就是时,协方差即为方差。这就是我们称其为协方差的原因。
由协方差的定义,可以将方差的性质(3)表示为:
协方差的性质:
二、相关系数(标准化协方差)
协方差考察了随机变量之间协同变化的关系,但在使用中存在量纲的问题。为了避免这样的情形发生,将随机变量标准化,,,再求协方差,这就是随机变量X和Y的相关系数,又称标准化协方差。
相关系数的定义:
二维正态分布的参数恰好是和的相关系数。
随机变量(线性)无关的定义:
相关系数的性质:
时与有线性关系(完全线性相关)。
独立一定线性无关();但不一定线性无关
完全线性相关的定义:
相互独立与线性无关、线性相关之间的关系:
若服从二维正态分布,则X与Y相互独立等价于X与Y不相关
第四节 其他数字特征
这一节介绍其他常用的数字特征,包括矩、变异系数、分位数及中位数等。
k阶矩
k阶矩的定义:原点矩、中心矩、联合原点矩、联合中心距
期望是一阶原点矩,方差是二阶中心矩,协方差是(1,1)阶联合中心距
引入多维随机变量数字特征的向量形式,得到n维随机向量的协方差矩阵:
变异系数
由于方差、标准差受量纲的影响,所以在实际工作中常用变异系数这个数字特征。变异系数无量纲,反映随机变量在单位均值上的波动程度。变异系数的定义:
三、分位数和中位数
p分位数的定义:
连续型变量的分位数定义:
众数的定义:
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