如何理解方差和标准差的意义

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如何理解方差和标准差的意义

如何理解方差和标准差的意义?随机变量x的方差为:d(x)?e(x-e(x))2,方差的平方d(x)称为标准差,它描述

随机变量值的离散度及其数学期望描述了随机变量的稳定性、波动性、集中性和分散性。如果标准差较大,则随机变量不稳定,值分散,预期数学期望的偏差差异较大。就维度而言,它与数学期望一致。

在实际问题中,若两个随机变量x,y,e(x),e(y)e(x)?e(y)e(x)e(y)比较接近时,我们常用d(x)d(y)来比较这两个随机变量。方差值大的,则表明该随机变量的取值较为离散,反之则表明他较为集中。同样,标准差的值较大,则表明该随机变量的取值预期期望值的偏差较大,反之,则表明此偏差较小。 随机变量x数学期望和方差之间有什么区别和联系?

1.随机变量x数学期望e(x)描述的是随机变量x的平均值,而方差d(x)刻画的是

机器变量x数学期望ex)之间的平均离散度。如果方差Dx)较大,则随机变x数学期望ex)之间的平均离散度较大,且随机变量x的值在数学期望附近离散;如果方差Dx)很小,则随机变量x数学期望ex)之间的平均离散度很小,且随机变量x的值集中在数学期望附近。

2.方差d(x)?e(x-e(x))2是用数学期望来定义的,方差d(x)是随机变量x函数 x-ex)),因此,根据随机变量函数数学期望的计算公式,我们得到: 21)若x为离散型,则有(2.3)(2)若x为连续型,则有(2.4

3.在实际问题中,我们经常使用dx)?Ex-Ex))2来计算方差。由此,我们可以得到:随机变量

x数学期望e(x)不存在,则方差一定不存在。4.若随机变量x数学期望e(x)存在,方差也可能不存在。

切比雪夫不等式的意义是什么?应用程序是什么? 切比雪夫不等式有两种等价形式的表达形式:p(x?e(x)??)?1?p(x?e(x)??)?1?d(x)d(x)d(x)?2

? 2.它是否反映了随机变量的数学期望?邻里关系的概率不小于

。如果随机变量的分布不知道,只要知道它的数学期望和方差,我们就可以利用2?比雪夫不等式估计概率。


其应用包括以下几个方面:

1)已知数学期望和方差,我们就可以利用切比雪夫不等式估计在数学期望的?邻域 可能性

2)已知数学期望和方差,对确定的概率,利用切比雪夫不等式求出?,从而得到所

估计时间间隔的长度。(3 测试次数可由切比雪夫不等式确定。(4 它是推导大数定律和其他定理的基础。 解题的具体步骤:

首先,根据问题的意义确定合适的随机变量x,并得到数学期望ex)和Dx);第二,确定??值为0

最后,由切比雪夫不等式进行计算和证明。 注:(一)相关系数的含义

1.相关系数刻画随机变量xy之间的什么关系?(1)相关系数也常称为“线性相关系数”。这是因为,实际相关系数并不是刻画了随机变量xy之间的“一般”关系的程度,而只是“线性”关系的程度。这种说话的根据之一就在于,当且仅当xy有严格的线性关系是才有|?xy|达到最大值1.可以容易举出例子说明:即使xy有严格的函数关系但非线性关系,|?xy|不仅不必为1,还可以为0.

2 如果0 |xy |1,它被解释为:随机变量Xy之间存在一定程度的“线性关系,而不是严格的线性关系”

2.相关系数?xy刻画了随机变量xy之间的“线性相关”程度.3.|?xy|的值越接近1,yx的线性相关程度越高;4.|?xy|的值越近于0,yy的线性相关程度越弱.5.|?xy|?1,yx的变化可完全由x的线性函数给出.6.?xy?0,yx之间不是线性关系.

7.上述“线性相关”的含义也可以从最小二乘法的角度进行解释:(p95 2e?e[y?(ax?b)],称为用ax?b来近似y的均方误差,则有下列结论. Dx)?0dy)?0,然后是A0?小的 cov(x,y)d(x),b0?e(y)?a0e(x)使均方误差达到最


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