23Дисперсия случайной величины и ее свойства.
Дисперсия случайной величины есть математическое ожидание квадрата соответствующей центрированной случайной величины.
Она характеризует степень разброса значений случайной величины относительно ее математического ожидания, т.е. ширину диапазона значений.
Расчетные формулы:
(6.9)
Дисперсия может быть вычислена через второй начальный момент:
(6.10)
Дисперсия случайной величины характеризует степень рассеивания (разброса) значений случайной величины относительно ее математического ожидания. Дисперсия СВ (как дискретной, так и непрерывной) есть неслучайная (постоянная) величина.
Дисперсия СВ имеет размерность квадрата случайной величины. Для наглядности характеристики рассеивания пользуются величиной, размерность которой совпадает с размерностью СВ.
Средним квадратическим отклонением (СКО) СВ X называется характеристика
. (6.11)
СКО измеряется в тех же физических единицах, что и СВ, и характеризует ширину диапазона значений СВ.
Свойства дисперсии
Дисперсия постоянной величины с равна нулю.
Доказательство: по определению дисперсии
При прибавлении к случайной величине Х неслучайной величины с ее дисперсия не меняется.
D[X+c] = D[X].
Доказательство: по определению дисперсии
(6.12)
3. При умножении случайной величины Х на неслучайную величину с ее дисперсия умножается на с2.
Доказательство: по определению дисперсии
. (6.13)
Для среднего квадратичного отклонения это свойство имеет вид:
(6.14)
Действительно, при ½С½>1 величина сХ имеет возможные значения (по абсолютной величине), большие, чем величина Х. Следовательно, эти значения рассеяны вокруг математического ожидания М[сХ] больше, чем возможные значения Х вокруг М[X], т.е. . Если 0<½с½<1, то .
Правило 3s. Для большинства значений случайной величины абсолютная величина ее отклонения от математического ожидания не превосходит утроенного среднего квадратического отклонения, или, другими словами, практически все значения СВ находятся в интервале:
[ m - 3s; m + 3s; ].(6.15)