方差为什么要除12

方差除以12的原因与随机变量的期望值和方差计算有关。

首先,假设随机变量 $X$ 服从区间 $[a, b]$ 上的均匀分布,其概率密度函数为:

$$f(x) = frac{1}{b-a}, quad a < x < b$$

计算期望值 $E(X)$ :

$$E(X) = int{a}^{b} x f(x) , dx = int{a}^{b} x cdot frac{1}{b-a} , dx = frac{1}{b-a} int{a}^{b} x , dx$$

$$int{a}^{b} x , dx = left[ frac{x^2}{2} right]_{a}^{b} = frac{b^2}{2} - frac{a^2}{2} = frac{b^2 - a^2}{2}$$

$$E(X) = frac{1}{b-a} cdot frac{b^2 - a^2}{2} = frac{a+b}{2}$$

计算方差 $D(X)$ :

方差的公式为:

$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$$

首先计算 $E(X^2)$:

$$E(X^2) = int{a}^{b} x^2 f(x) , dx = int{a}^{b} x^2 cdot frac{1}{b-a} , dx = frac{1}{b-a} int{a}^{b} x^2 , dx$$

$$int{a}^{b} x^2 , dx = left[ frac{x^3}{3} right]_{a}^{b} = frac{b^3}{3} - frac{a^3}{3} = frac{b^3 - a^3}{3}$$

$$E(X^2) = frac{1}{b-a} cdot frac{b^3 - a^3}{3} = frac{b^2 + ab + a^2}{3}$$

然后计算方差:

$$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2 = frac{b^2 + ab + a^2}{3} - left( frac{a+b}{2} right)^2$$

$$D(X) = frac{b^2 + ab + a^2}{3} - frac{(a+b)^2}{4}$$

$$D(X) = frac{4(b^2 + ab + a^2) - 3(a+b)^2}{12}$$

$$D(X) = frac{4b^2 + 4ab + 4a^2 - 3a^2 - 6ab - 3b^2}{12}$$

$$D(X) = frac{b^2 - 2ab + a^2}{12}$$

$$D(X) = frac{(b-a)^2}{12}$$

因此,方差 $D(X)$ 除以 12 是因为:

$$D(X) = frac{(b-a)^2}{12}$$

这个结果表明,对于区间 $[a, b]$ 上的均匀分布,其方差是区间长度的平方除以 12。

本文来自作者[王药师药业]投稿,不代表公众科技网立场,如若转载,请注明出处:https://www.cpst.net.cn/peixun/2083934.html

赞 (0)

发表回复

本站作者后才能评论

评论列表(4条)

  • 王药师药业
    王药师药业 2026年10月06日

    我是公众科技网的签约作者“王药师药业”!

  • 王药师药业
    王药师药业 2026年10月06日

    希望本篇文章《方差为什么要除12》能对你有所帮助!

  • 王药师药业
    王药师药业 2026年10月06日

    本站[公众科技网]内容主要涵盖:教育咨询,知识百科

  • 王药师药业
    王药师药业 2026年10月06日

    本文概览:方差除以12的原因与随机变量的期望值和方差计算有关。首先,假设随机变量 $X$ 服从区间 $[a, b]$ 上的均匀分布,其概率密度函数为:$$f(x) = \frac{1}{b-a}, \quad a < x < b$$计算期望值 $E(

联系我们

联系:143 0457 151

工作时间:周一至周五,9:30-18:30,节假日休息

关注我们