幾何分布的期望與方差的證明

2021-05-23 03:13:44 字數 621 閱讀 4170

(1)由,知

下面用倍差法(也稱為錯位相減法)求上式括號內的值。記

兩式相減,得

由,知,則,故

從而也可用無窮等比數列各項和公式(見教科書91頁閱讀材料),推導如下:

記相減,

則還可用導數公式,推導如下:

上式中令,則得

(2)為簡化運算,利用性質來推導(該性質的證明,可見本刊6頁)。可見關鍵是求。

對於上式括號中的式子,利用導數,關於q求導:,並用倍差法求和,有

則,因此

利用上述兩個結論,可以簡化幾何分布一類的計算問題。

例1. 乙個口袋內裝有5個白球和2個黑球,現從中每次摸取乙個球,取出黑球就放回,取出白球則停止摸球。求取球次數的數學期望與方差。

解:每次從袋內取出白球的概率,取出黑球的概率。的取值為1,2,3,……,有無窮多個。我們用表示前k-1次均取到黑球,而第k次取到白球,因此

。可見服從幾何分布。所以

例2. 某射擊運動員每次射擊擊中目標的概率為p(0解:射手射擊次數的可能取值為1,2,…,9,10。

若,則表明他前次均沒擊中目標,而第k次擊中目標;若k=10,則表明他前9次都沒擊中目標,而第10次可能擊中也可能沒擊中目標。因此的分布列為

用倍差法,可求得

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