22Математическое ожидание случайной величины.
Математическое ожидание (МО) характеризует среднее взвешенное значение случайной величины.
Для вычисления математического ожидания для ДСВ каждое значение xi учитывается с «весом», пропорциональным вероятности этого значения.
(6.1)
M[X]-оператор математического ожидания;
mx -- число, полученное после вычислений по формуле.
Для НСВ заменим отдельные значения непрерывно изменяющимся параметром , соответствующие вероятности - элементом вероятности , а конечную сумму – интегралом: (6.2)
Механическая интерпретация понятия математического ожидания: на оси абсцисс расположены точки с абсциссами , в которых сосредоточены соответственно массы р1, р2,...., причем . Тогда МО – абсцисса центра тяжести. Для НСВ – масса распределена непрерывно с плотностью .
Для смешанных случайных величин математическое ожидание состоит из двух слагаемых.
, (6.3)
где сумма распространяется на все значения xi, имеющие отличные от нуля вероятности, а интеграл – на все участки оси абсцисс, где функция распределения F(x) непрерывна.
Физический смысл математического ожидания – это среднее значение случайной величины, т.е. то значение, которое может быть использовано вместо конкретного значения, принимаемого случайной величиной в приблизительных расчетах или оценках.
Свойства математического ожидания.
-
Математическое ожидание неслучайной величины с равно самой величине с:
M[c] = c. (6.4)
Доказательствово: представим величину с как случайную величину, которая принимает одно и то же значение, с вероятностью р=1:
M[c]=c∙1=c.
-
При умножении СВ Х на неслучайную величину с не ту же самую величину увеличится ее математическое ожидание:
M[c×X] = c×M[X]. (6.5)
Доказательство:
-
При прибавлении к СВ Х неслучайной величины с к ее математическому ожиданию прибавляется такая же величина:
(6.6)
Доказательство: следует из свойств 1 и 3.
-
Математическое ожидание суммы двух случайных величин равно сумме их математических ожиданий:
M[X+Y] = M[X]+M[Y]. (6.6)