计数原理、概率、随机变量及其分布

数学期望

分布列:

$x_i$ $x_1$ $x_2$ $x_n$
$P_i$ $P_1$ $P_2$ $P_n$

$\rm I.$遍历所有可能取值
$\rm II.$ $P_i\in[0,1],\sum\limits_iP_i=1$

期望 $E(x)=\sum\limits_ix_iP_i$
性质:$E(ax+b)=aE(x)+b$
证明:
$\begin{aligned}E(ax+b)&=\sum\limits_i((ax_i+b)P_i)\\&=a\sum\limits_ix_iP_i+b\sum\limits_iP_i\\&=aE(x)+b\end{aligned}$

方差$D(x)=\sum\limits_i((x_i-E(x))^2P_i)$
性质:$D(ax+b)=a^2D(x)$

二项分布

$x\sim B(n,P),P_k=C_n^kP^k(1-P)^{n-k}$
性质:$E(x)=nP,D(x)=nP(1-P)$
证明:
$E(x)=\sum\limits_{i=0}^n(iC_n^iP^i(1-P)^{n-i})$
$\because kC_n^k=nC_{n-1}^{k-1}$
$\begin{aligned}\therefore E(x)&=nP\sum\limits_{i=0}^{n-1}(C_{n-1}^iP^i(1-P)^{n-1-i})\\&=nP(P+1-P)^{n-1}\\&=nP\end{aligned}$

超几何分布

从$n$个$A$及$m$个$B$中任取$k$个所有情况列出来

例:从$20$个红球$10$个黑球中任取$8$个球,取出红球个数的数学期望为$__\frac{16}{3}__$
解:$E(x)=n\times P=8\times \frac{20}{20+10}=\frac{16}{3}$

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