离散型随机变量的期望
P( ξ=k)=g(k,0.15)=0.85k-1×0.15, (k=1,2,…9); ( ) , , , );
需要抽查10次即前 次取出的都是正品的概率 需要抽查 次即前9次取出的都是正品的概率 次即前 P( ξ=10)=0.859 ( )
(为什么?) 为什么?)
3、结论(1):若ξ~B(n,p),则Eξ= np 、结论 : , , ξ 0 1 … k … n
P Cn0p0qn Cn1p1qn-1 … Cnkpkqn-k … Cnnpnq0 证明: 证明:∵P(ξ=k)= Cnkpkqn-k (∵ k Cnk =n Cn-1k-1) ∵
∴E ξ =0×Cn0p0qn+ 1×Cn1p1qn-1+ 2×Cn2p2qn-2 + × × × …+ k×Cnkpkqn-k+…+ n×Cnnpnq0 × × =np(Cn-10p0qn-1+ Cn-11p1qn-2+ … + Cn-1k-1pk-1q(n-1)-(k-1) +…+ Cn-1n-1pn-1q0) =np(p+q)n-1=np
Eξ=0×P( ξ=0)+ 1×P( ξ=1)+…+ 10×P( ξ=10) × ( ) × ( ) × ( ) 为此射手射击所得环数ξ的 称Eξ为此射手射击所得环数 的期望,它刻划了随机变量 所取的平 为此射手射击所得环数 期望,它刻划了随机变量ξ所取的平 均值,从一个方面反映了射手的射击水平。 均值,从一个方面反映了射
2
3
4
5
P 0.59049
0.32805 0.0729 0.0081 0.00045 0.00001
解:射击次数ξ的概率分布为 的概率分布为
ξ P
1 0.9
2 0.09
3 … 0.009 …
n … 0.1n-1×0.9 …
6、某批数量较大的商品的次品率为10%,从中任意地连续 、某批数量较大的商品的次品率为 , 取出5件 的分布列。 取出 件,求其中次品数ξ的分布列。 的分布列 解: ξ~B(5,0.1). ξ的分布列为 ( , 的分布列为
服从几何分布的随机变量的期望 服从几何分布的随机变量的期望 几何分布 结论(2): 结论 :若p(ξ=k)=g(k,p),则Eξ=1/p , , ξ P 1 p 2 pq 3 … pq2 … k …
pqk-1 …
∴E ξ =p+2pq+3pq2+…+kpqk-1+… qE ξ =pq+2pq2+3pq3+…+kpqk+… ∴(1-q)E ξ =p+pq+pq2+pq3+…+pqk+…
有一批数量很大的产品,其次品率是15%。 例2 有一批数量很大的产品,其次品率是 。 对这批产品进行抽查,每次抽出1件 对这批产品进行抽查,每次抽出 件,如果抽出 次品,则抽查终止,否则继续抽查, 次品,则抽查终止,否则继续抽查,直到抽出次 但抽查次数最多不超过10次 求抽查次数ξ 品,但抽查次数最多不超过 次。求抽查次数 的期望。(结果保留三个有效数字) 。(结果保留三个有效数字 的期望。(结果保留三个有效数字)
1、期望 、 若离散型随机变量ξ的概率分布为 若离散型随机变量 的概率分布为 ξ P x1 p1 x2 p2 … … xi pi … …
则称Eξ=x1p1+ x2p2+ … + xnpn+ …为ξ的数学期望或 则称 为 的数学期望或 平均数、均值,又称期望 期望。 平均数、均值,又称期望。
为上述离散型随机变量, 问:若ξ为上述离散型随机变量,则η=a ξ+b的分 为上述离散型随机变量 的分 布列怎样? 布列怎样? E η呢? 呢 因为P( ),i=1, , 因为 ( η=a xi+b)=P( ξ=xi), ,2,3… ) ( 所以, 的分布图为 所以, η的分布图为 η a x1+b a x2+b … P p1 p2 … axn+b … pn …
的整数, 解:抽查次数ξ取1~10的整数,从这批数量很大的产品 抽查次数 取 的整数 中每次抽取一件检验的试验可以认为是彼此独立的, 中每次抽取一件检验的试验可以认为是彼此独立的,取 出次品的概率是0.15,取出正品的概率是 出次品的概率是 ,取出正品的概率是0.85,前k-1次 , 次 取出正品而第k次 取出正品而第 次(k=1,2,…9)取出次品的概率 , , )
3、若ξ~B(n,p),则Eξ=np 、 , 4:公式 若p(ξ=k)=g(k,p),则Eξ=1/p : , , 练习:P14 1~6。 练习: 。
作业:习题 作业:习题1.2 P16 1~6
讲评作业:P9 习题 6 习题3, 讲评作业
3 、某射手射击击中目标的概率为 ,求从开始射 某射手射击击中目标的概率为0.9, 击到击中目标所需的射击次数ξ的概率分布 的概率分布。 击到击中目标所需的射击次数 的概率分布。
服从二项分布的随机变量的期望 服从二项分布的随机变量的期望 二项分布 若ξ~B(n,p),则Eξ=np , 一次英语单元测验由20个选择题构成 个选择题构成, 例4 一次英语单元测验由 个选择题构成,每 个选择题有4个选项 个选项。 个选择题有 个选项。其中有且仅有一个是正 确答案,每题选择正确答案得5分 确答案,每题选择正确答案得 分。不作出选 择或选错不得分,满分100分。学生甲选对任 择或选错不得分,满分 分 一题的概率为0.9, 一题的概率为 ,学生乙则在测验中对每题都 个选项中随机地选择一个。 从4个选项中随机地选择一个。求学生甲和学 个选项中随机地选择一个 生乙在这次英语单元测验中的成绩的期望。 生乙在这次英语单元测验中的成绩的期望。
于是E ( 于是 η=(a x1+b)p1+ (a x2+b)p2+…+ (a xn+b)pn+ … =a( x1 p1+ x2p2+ …+ xnpn+ …)+b(p1+p2+ …+pn + …) ) ( ) =a E ξ+b E(a ξ+b)=a E ξ+b ( )
2、例题 、
例1: 随机抛掷一个骰子, : 随机抛掷一个骰子, 求所得骰子的点数ξ的期望 的期望。 求所得骰子的点数 的期望。
离散型随机变量的 期望
教学要求: 教学要求 使学生了解离散型随机变量的期望的意义,会 使学生了解离散型随机变量的期望的意义 会 根据离散型随机变量的分布列求出期望. 根据离散型随机变量的分布列求出期望
对于离散型随机变量,确定了它的分布列, 对于离散型随机变量,确定了它的分布列, 就掌握了随机变量取值的统计规律。 就掌握了随机变量取值的统计规律。在实际问题 中,我们还常常希望通过数字来反映随机变量的 某个方面的特征,最常用的有期望与方差。 某个方面的特征,最常用的有期望与方差。 引例: 引例: 某射手射击所得环数ξ的分布列如下: 某射手射击所得环数 的分布列如下: 的分布列如下 ξ P 4 5 6 7 8 9 10
例5:一次英语单元测验由20个选择题构 一次英语单元测验由20个选择题构 20 每个选择题有4个选项, 成,每个选择题有4个选项,其中有且仅 有一个选项是正确答案, 有一个选项是正确答案,每题选择正确答 案得5 不作出选择或选错不得分, 案得5分,不作出选择或选错不得分,满 100分 学生甲选对任一题的概率为0.9 分100分。学生甲选对任一题的概率为0.9 学生乙则在测验中对每题都从4 ,学生乙则在测验中对每题都从4个选项 中随机地选择一个。 中随机地选择一个。求学生甲和学生乙在 这次英语单元测验中的成绩的期望。 这次英语单元测验中的成绩的期望。
设学生甲和学生乙在这次英语测验中 解: 选择了正确答案的选择题个数分别是ξ 选择了正确答案的选择题个数分别是ξ 和 η, 则 B(20,0.9), ξ~B(20,0.9), B(20,0.25), η~B(20,0.25), Eξ=20×0.9=18, Eη=20×0.25= Eξ=20×0.9=18, Eη=20×0.25=5. 由于答对每题得5 由于答对每题得5分,学生甲和学生乙在这 次英语测验中的成绩分别是5ξ 5η。所以, 5ξ和 次英语测验中的成绩分别是5ξ和5η。所以, 他们在测验中的成绩的期望分别是 E(5ξ)=5Eξ=5×18=90, E(5ξ)=5Eξ= 18=90, E(5η)=5Eη= 25. E(5η)=5Eη=5×5=25.
0.02 0.04 0.06 0.09 0.28 0.29 0.22
根据这个射手射击所得环数ξ的分布列, 根据这个射手射击所得环数 的分布列,在 的分布列 n次射击中,预计有大约 次射击中, 次的4环 次射击中 预计有大约0.02n次的 环…… 次的
类似地,对任一射手,若已知其射击所得环数 的 类似地,对任一射手,若已知其射击所得环数ξ的 分布列,即已知各个P( ),则 分布列,即已知各个 ( ξ=i)(i=0,1,2,3,…10),则 ), 可预计他任意n次射击的平均环数是 可预计他任意 次射击的平均环数是
p = =1 1− q
1 1 ∴ Eξ = = 1− q P
例5 在独立重复的射击试 验中, 验中,某人击中目标的概 率为0.2, 率为 ,则他在射击时击 中目标所需要的射击次数ξ 中目标所需要的射击次数 的期望是多少? 的期望是多少?
小结: 、随机变量的数学期望。 小结:1、随机变量的数学期望。 2、公式 、 E(a ξ+b)=a E ξ+b ( )