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几何分布的定义以及期望与方差的证明

几何分布的定义以及期望与方差 几何分布(Geometric distribution )是离散型概率分布。

其中一种定义为:在n 次伯努利试验中,试验k 次才得到第一次成功的机率。

详细的说,是:前k-1次皆失败,第k 次成功的概率。

公式:
它分两种情况:
1. 得到1次成功而进行,n 次伯努利实验,n 的概率分布,取值范围为『1,2,3,...』;
2. m = n-1次失败,第n 次成功,m 的概率分布,取值范围为『0,1,2,3,...』.
由两种不同情况而得出的期望和方差如下:
,
;
,。

概率为p 的事件A ,以X 记A 首次发生所进行的试验次数,则X 的分布列:

具有这种分布列的随机变量X ,称为服从参数p 的几何分布,记为X ~Geo (p )。

几何分布的期望
,方差。

高中数学教科书新版第三册(选修II )比原来的修订本新增加随机变量的几何分布,但书中只给出了结论:(1)E p
ξ=
1,(2)D p p ξ=-12,而未加以证明。

本文给出证明,并用于解题。

(1
下面用倍差法(也称为错位相减法)求上式括号内的值。


两式相减,得
91页阅读材料),推导如下:
相减,
(26页)。

对于上式括号中的式子,利用导数,关于q
利用上述两个结论,可以简化几何分布一类的计算问题。

例1.
一个口袋内装有5个白球和2个黑球,现从中每次摸取一个球,取出黑球就放回,取
解:
1,2,3,……,
k -1次均取到黑球,而第k 次取到白球,因此
例2. 某射击运动员每次射击击中目标的概率为p (0<p<1)。

他有10发子弹,现对某一目标连续射击,每次打一发子弹,直到击中目标,或子弹打光为止。

求他击中目标的期望。

解:射手射击次数的可能取值为1,2,…,9,10。

k 次击中目标;若k =10,则表明他前9次都没击中目标,而第10
用倍差法,可求得
式的推导方法。

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