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方差的性质

时间:2023-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:,Xn相互独立,则

方差具有下面性质:

1.设c为常数,D(c)=0;

2.设c为常数,则D(c X)=c2D(X);

3.D(X±Y)=D(X)+D(Y)±2E{[X-E(X)][Y-E(Y})];

4.若X与Y相互独立时,有D(X±Y)=D(X)+D(Y);

5.若随机变量X的方差存在,对任意的常数c≠E(X),则

D(X)=E[(X-E(X))2]<E[(X-c)2].

证明 (仅证性质4、性质5).

(1)由数学期望的性质及求方差的公式得

D(X±Y)=E[(X+Y)2]-[E(X+Y)]2

=E[X2+Y2+2XY]-[E(X)+E(Y)]2

=E(X2)+E(Y2)+2E(X)E(Y)-[E(X)]2-[E(Y)]2-2E(X)E(Y)

={E(X2)-[E(X)]2}+{E(Y2)-[E(Y)]2

=D(X)+D(Y).

(2)对任意常数c,有

E(X-c)2=E[(X-E(X)+E(X)-c)2

=E[(X-E(X))2+2[(X-E(X)](E(X)-c)+(E(X)-c)2

=E[(X-E(X))2]+2(E(X)-c)E[X-E(X)]+(E(X)-c)2

=D(X)+(E(X)-c)2>D(X).(对任意常数c≠E(X))

推论:D(c1X+c2)=c21D(X),(c1,c2为常数);

若X1,X2,…,Xn相互独立,则

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