课程内容
《离散型随机变量方差》
一、复习:
1、离散型随机变量X的均值(数学期望)
WX=(n Σi=1)XiPi均值反映了离散型随机变量取值的平均水平。
2、性质——线性性质
E(aX+b)=aEX +b
3、两种特殊分布的均值
(1)若随机变量X服从两点分布,则EX=P
(2)若X~B(n,p),则EX=nP
二、探究
要从两名同学中挑选出一名,代表班级参加射击比赛。根据以往的成绩记录,第一名,同学击中目标靶的环数X1的分布列为
第二名同学击中目标靶的环数X2的分布列为
X1
5
6
7
8
9
10
P
0.03
0.09
0.20
0.31
0.27
0.10
请问应该派哪名同学参赛?
X2
5
6
7
8
9
P
0.01
0.05
0.20
0.41
0.33
三、新课分析
(一)定性分析
思考:除平均中靶环数以外,还有其他刻画两名同学各自射击特点的指标吗?
(1)分别画出X1,X2的分布理列图。
(2)比较两个分布列图形,哪一名,同学的成绩更稳定?第二名同学的成绩更稳定。
2、定量分析
思考:怎样定量刻画随机变量的稳定性?
(1)样本的稳定性是用哪个量刻画的? 方差
(2)能否用一个与样本方差类似的量来刻画随机变量的稳定性呢?
(3)随机变量X的方差
设离散型随机变量X的分布列为
则(xi-EX)2描述了xi(i=1,2,…,n)相对于均值EX的偏离程度。
X
X1
X2
…
Xi
…
Xn
P
P1
P2
…
Pi
…
Pn
而DX=(n Σi=1)2Pi,为这些偏离程度的加权平均,刻画了随机变量X与其均值EX的平均偏离程度。我们称Dx为随机变量X的方差。其算术平方根√DX为随机变量X的标准差,记为σX
2、对方差的几点说明
(1)随机变量的方差和标准差都反映了,随机就是取值偏离于均值的平均程度。方差或标准差越小,则随机变量偏离于均值的平均程度越小。
(2)随机变量的方差与样本的方差有何联系与区别?
随机变量的方差是常数,而样本的方差是随着样本的不同而变化的,因此样本的方差是随机变量。
对于笑意随机样本,随着样本容量的增加,样本方差越来越接近总体方差,因此常用样本方差来估计总体方差。
(二)、公式运用
1、请分别计算探究中两名同学各自的射击成绩的方差
X1
5
6
7
8
9
10
P
0.03
0.09
0.20
0.31
0.27
0.10
X2 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
P | 0.01 | 0.05 | 0.20 | 0.41 | 0.33 |
DX1=(10 Σi=5)(i-8)2P(x1=i)=1.50,DX1=(9 Σi=5)(i-8)2P(x2=i)=0.82
因此第一名同学的射击成绩稳定性较差,第二名同学的射击成绩稳定性较好,稳定于8环左右。
2、两个特殊分布的方差
(1)若X服从两点分布,则DX=P(1-P)
(2)若X~B(n,p),则DX=np(1-p)
3、方差的性质
D(aX +b)=a2DX
(四)、小结
1、熟记方差计算公式:DX=(n Σi=1)(xi-EX)2Pi,
2、求离散型随机变量X的方差、标准差的一般步骤:
①理解X的意义,写出X可能取的全部值;
②求X取得各个值的概率,写出分布列;
③根据分布列,由期望的定义求出EX;
④根据方差、标准差的定义求出DX、σX。
3、能熟练地直接运用特殊分布的方方差公式
(1)若X服从两点分布,则DX=p(1-p)
(2)若X~B(n,p)则DX=np(1-p)
4、掌握方差的线性变化性质
D(ax+b)=a2Dx
5、对于两个随机变量X1和X2在EX1与EX2基相等或很接近时,比较DX1和DX2,可以确哪个随机变量的性质更适合生产生活实际,适合人们的需要。
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关老师
男,中教高级职称
他对新教材、新教法有深入研究和独特见解,教学细致严谨,重视数学思维训练和学习方法指导。