证明几何分布随机变量的方差公式

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  • 证明:Eξ=p+2qp+3q²p+…+k[q^(k-1)]p+…=p(1+2q+3q²+…)

    设S=1+2q+3q²+…+nq^(n-1),

    则由qS=q+2q²+…+(n-1)q^(n-1)+nq^n

    两式相减,得(1-q)S=1+q+q²+…+q^(n-1)-nq^n

    故S=(1-q^n)/(1-q)²-nq^n/(1-q),则

    S=limS=1/(1-q)²=1/p²,即Eξ=1/p

    E(ξ²)=p+2²qp+3²q²p+…+k²[q^(k-1)]p+…

    =p[1+2²q+3²q²+…+k²q^(k-1)+…]

    对于上式括号中的求和,利用导数对q求导,即

    k²q^(k-1)=(kq^k)`,有

    1+2²q+3²q²+…+k²q^(k-1)+…

    =(q+2q²+3q³+…+kq^k+…)`(与求Eξ同样方法,得到)

    =[q/(1-q)²]`

    =[(1-q)²-2q(1-q)(-1)]/(1-q)^4

    =(1+q)/(1-q)³

    =(2-p)/p³

    因此E(ξ²)=p[(2-p)/p³]=(2-p)/p²

    则Dξ=E(ξ²)-(Eξ)²=(2-p)/p²-(1/p)²=(1-p)/p²