本稿では、①定義に沿った方法、②確率母関数を用いる方法、③モーメント母関数を用いる方法の3通りの方法で、幾何分布の期待値と分散を導出しています。①は「等差×等比」型の級数の公式を必要とし、③は計算が煩雑なため、②の方法が最も簡単です。また、ファーストサクセス分布の期待値と分散も導出しています。
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【公式】幾何分布の期待値・分散
【公式】
幾何分布の期待値・分散
Expected Value and Variance of Geometric Distribution
幾何分布
導出法①:定義に沿った方法
導出法②:確率母関数を用いる方法
(i)期待値
幾何分布の確率母関数の公式より、
(ii)分散
確率母関数の2階微分を求めると、
導出法③:モーメント母関数を用いる方法
(i)期待値
幾何分布のモーメント母関数の公式より、
(ii)分散
モーメント母関数の2階微分を求めると、商の微分公式と合成関数の微分法より、
ファーストサクセス分布の期待値と分散
ファーストサクセス分布と幾何分布の確率変数の関係より、
参考文献
- 野田 一雄, 宮岡 悦良 著. 入門・演習数理統計. 共立出版, 1990, p.119, p.121
- 稲垣 宣生 著. 数理統計学. 裳華房, 2003, p.33
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