方差與數學期望之間的關係及證明?ᝰ安之若素ᝰ2021-09-06 08:05:54

方差=E(x²)-E(x)²,E(X)是數學期望。

在機率論和統計學中,數學期望(mean)(或均值,亦簡稱期望)是試驗中每次可能結果的機率乘以其結果的總和,是最基本的數學特徵之一。它反映隨機變數平均取值的大小。

方差在機率論和統計學中,一個隨機變數的方差描述的是它的離散程度,也就是該變數離其期望值的距離。一個實隨機變數的方差也稱為它的二階矩或二階中心動差,恰巧也是它的二階累積量。這就是將各個誤差將之平方,相加之後再除以總數,透過這樣的方式來算出各個資料分佈、零散的程度。

期望值像是隨機試驗在同樣的機會下重複多次,所有那些可能狀態平均的結果,便基本上等同“期望值”所期望的數。期望值可能與每一個結果都不相等。換句話說,期望值是該變數輸出值的加權平均。期望值並不一定包含於其分佈值域,也並不一定等於值域平均值。

賭博是期望值的一種常見應用。例如,美國的輪盤中常用的輪盤上有38個數字,每一個數字被選中的機率都是相等的。賭注一般押在其中某一個數字上,如果輪盤的輸出值和這個數字相等,那麼下賭者可以獲得相當於賭注35倍的獎金(原注不包含在內),若輸出值和下壓數字不同,則賭注就輸掉了。

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考慮到38種所有的可能結果,然後這裡我們的設定的期望目標是“贏錢”,則因此,討論贏或輸兩種預想狀態的話,以1美元賭注押一個數字上,則獲利的期望值為:贏的“機率38分之1,能獲得35元”,加上“輸1元的情況37種”,結果約等於-0。0526美元。也就是說,平均起來每賭1美元就會輸掉0。0526美元,即美式輪盤以1美元作賭注的期望值為負0。0526美元