知道期望怎么求方差时,核心做法是使用公式 D(X)=E(X²)-[E(X)]²,也就是先算平方期望,再减去期望的平方。也可以先算每个数据点到期望的平方距离,再求平方距离的平均值。
原因说明
方差描述随机变量围绕期望的波动大小。期望给出中心位置,平方偏差给出各个数据点到中心位置的平方量,平均值把这些平方量汇总成一个可比较的数字。
常用公式清单
- 离散型随机变量:D(X)=Σ [p(x) × (x-E(X))²]
- 连续型随机变量:D(X)=∫ f(x) × (x-E(X))² dx
- 通用公式:D(X)=E(X²)-[E(X)]²
- 标准差:σ=√D(X)
计算步骤清单
- 写出期望值 E(X)。
- 列出取值,并写出对应概率;若是样本,列出样本数据。
- 计算 E(X²),也就是 x² 对应的加权平均。
- 代入 D(X)=E(X²)-[E(X)]²。
- 得到方差结果,需要时可继续开平方得到标准差。
示例表格
| 项目 | 数据 | 计算 |
|---|---|---|
| 期望 E(X) | 2 | 题目已知 |
| 取值 | 1, 2, 3 | 等概率 |
| 平方值 | 1, 4, 9 | 分别平方 |
| E(X²) | (1+4+9) ÷ 3 | 14 ÷ 3 |
| [E(X)]² | 2² | 4 |
| D(X) | 14 ÷ 3 - 4 | 2 ÷ 3 |
【常见问题】
问题1:知道期望怎么求方差时,离散型和连续型公式怎么对应?
回答1:知道期望怎么求方差时,离散型使用求和,连续型使用积分,两类都可用 D(X)=E(X²)-[E(X)]²。
问题2:知道期望怎么求方差时,样本方差和总体方差公式怎么选?
回答2:知道期望怎么求方差时,总体方差用平方偏差除以 n,样本方差用平方偏差除以 n-1;已知总体期望时,可直接算平方偏差平均。
问题3:知道期望怎么求方差时,期望值本身起什么作用?
回答3:知道期望怎么求方差时,期望值给出中心位置,平方偏差围绕这个中心计算,再把平方结果取平均,就是方差。
免责声明:内容用于公式复习与学习参考。涉及课程作业时,请以教材定义与老师说明为准。计算前核对取值、概率和公式版本。


