Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курочкин.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
2.4 Mб
Скачать

1.4. Основные числовые характеристики случайных величин

Закон распределения является полной, исчерпывающей характеристикой распределения вероятностей случайной величины. Однако при решении многих практических задач используются числовые характеристики, позволяющие представить основные свойства распределения в более компактном виде, что является часто достаточным и более удобным.

Числовой характеристикой случайной величины называется такая характеристика, которая позволяет в сжатой форме выразить наиболее существенные черты её распределения. К основным числовым характеристикам относятся математическое ожидание, дисперсия, среднее квадратическое отклонение.

Математическим ожиданием (генеральным средним) случайной величины X называется её среднее значение, найденное с учётом вероятности каждого значения и определяемое по формулам:

MX = – для дискретных случайных величин; (1.4.1)

– для непрерывных случайных величин. (1.4.2)

Математическое ожидание обладает следующими свойствами:

1. Математическое ожидание постоянной равно самой этой постоянной:

МС = С ,

где МС – математическое ожидание постоянной;

С – постоянная величина.

2. Постоянный множитель можно выносить за знак математического ожидания: M (CX) = .

3. Математическое ожидание суммы двух случайных величин равно сумме их математических ожиданий: M (X+Y) = MX + MY.

4. Математическое ожидание произведения двух независимых случайных величин равно произведению их математических ожиданий:

.

Математическое ожидание является числовой характеристикой, определяющей положение случайной величины на числовой оси, задающей центр группирования её значений. На практике в качестве характеристик положения используются также мода и медиана .

Модой теоретического распределения дискретной случайной величины Х называется её наиболее вероятное значение.

Модой непрерывного распределения называется значение случайной величины , при котором функция плотности достигает максимума.

Медианаэто такое значение случайной величины Х, для которого одинаково вероятно, окажется ли случайная величина меньше или больше , т.е. P(X< M ) = P(X > М ) = 0,5.

Для описания распределения непрерывных случайных величин используются также квантили.

Квантилем, отвечающим заданному уровню вероятности Р, называют такое значение , при котором функция раcпределения принимает значение, равное , т.е. F(x ) = .

Квантиль, отвечающий значению вероятности р = 0,5, является медианой. Квантили, отвечающие р = 0,25 и р = 0,75, называются соответственно нижним и верхним квартилями.

Дисперсией случайной величины X называется математическое ожидание квадрата отклонения значения случайной величины от её математического ожидания DX = M(XMX) . (1.4.3)

Дисперсия является характеристикой рассеивания, разброса значений случайной величины относительно математического ожидания и вычисляется по формулам:

DX = – для дискретных случайных величин, (1.4.4)

где - значение случайной величины ;

- математическое ожидание случайной величины ;

- число возможных значений случайной величины ;

- вероятность появления значения случайной величины .

– для непрерывных случайных величин, (1.4.5)

где - плотность распределения случайной величины .

Дисперсию удобно вычислять с помощью рабочей формулы:

, (1.4.6)

получаемой следующим образом:

Дисперсия обладает следующими основными свойствами:

  1. Дисперсия постоянной величины равна нулю:

DC = 0,

где C – постоянная величина.

2. Постоянный множитель можно выносить за знак дисперсии, возводя его в квадрат: D(CX ) = C DX.

3. Дисперсия суммы двух независимых случайных величин равна сумме дисперсий этих величин: D (X + Y ) = DX + DY.

4. Дисперсия разности двух независимых случайных величин равна сумме их дисперсий: D (XY) = DX + DY.

Средним квадратическим отклонением случайной величины X называется арифметический корень квадратный из дисперсии .

Последняя характеристика, в отличие от дисперсии, имеет размерность, совпадающую с размерностью самой случайной величины, что является очень удобным в практических приложениях.