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指数分布的期望和方差

2024-11-27 03:45 阅读了

关于指数分布的期望和方差的知识点,福建头条网将为你整理了下面这些知识。

指数分布的期望和方差

指数分布的概率密度函数为:f(x)={λe−λx,x≥00,x<0f(x)={λe−λx,x≥00,x<0

其中,λλ是分布的参数,表示单位时间内事件发生的平均次数。

指数分布的期望为: E(X)=1λE(X)=1λ

证明:

$$\begin{aligned} E(X) &= \int_{-\infty}^{\infty} x f(x) dx \ &= \int_{0}^{\infty} x \lambda e^{-\lambda x} dx \ &= \left[-xe^{-\lambda x}\right]{0}^{\infty} + \int{0}^{\infty} e^{-\lambda x} dx \ &= 0 + \left[-\frac{1}{\lambda}e^{-\lambda x}\right]_{0}^{\infty} \ &= \frac{1}{\lambda} \end{aligned}$$

指数分布的方差为: Var(X)=1λ2Var(X)=1λ2

证明:

$$\begin{aligned} Var(X) &= E(X^2) - [E(X)]^2 \ &= \int_{-\infty}^{\infty} x^2 f(x) dx - \left(\frac{1}{\lambda}\right)^2 \ &= \int_{0}^{\infty} x^2 \lambda e^{-\lambda x} dx - \left(\frac{1}{\lambda}\right)^2 \ &= \left[-x^2 e^{-\lambda x}\right]{0}^{\infty} + \int{0}^{\infty} 2x e^{-\lambda x} dx - \left(\frac{1}{\lambda}\right)^2 \ &= 0 + \left[-\frac{2}{\lambda}xe^{-\lambda x}\right]{0}^{\infty} + \frac{2}{\lambda} \int{0}^{\infty} e^{-\lambda x} dx - \left(\frac{1}{\lambda}\right)^2 \ &= 0 + 0 + \frac{2}{\lambda^2} - \frac{1}{\lambda^2} \ &= \frac{1}{\lambda^2} \end{aligned}$$

因此,指数分布的期望为1λ1λ,方差为1λ21λ2。

指数分布的期望和方差

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