求正态分布的数学期望和方差的推导过程

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不用二重积分的,可以有简单的办法的。

设正态分布概率密度函数是f(x)=[1/(√2π)t]*e^[-(x-u)^2/2(t^2)]
其实就是均值是u,方差是t^2,百度不太好打公式,你将就看一下。
于是:
∫e^[-(x-u)^2/2(t^2)]dx=(√2π)t。。。。。。(*)
积分区域是从负无穷到正无穷,下面出现的积分也都是这个区域,所以略去不写了。

(1)求均值

对(*)式两边对u求导:
∫{e^[-(x-u)^2/2(t^2)]*[2(u-x)/2(t^2)]dx=0

约去常数,再两边同乘以1/(√2π)t得:
∫[1/(√2π)t]*e^[-(x-u)^2/2(t^2)]*(u-x)dx=0

把(u-x)拆开,再移项:
∫x*[1/(√2π)t]*e^[-(x-u)^2/2(t^2)]dx=u*∫[1/(√2π)t]*e^[-(x-u)^2/2(t^2)]dx

也就是
∫x*f(x)dx=u*1=u

这样就正好凑出了均值的定义式,证明了均值就是u。

(2)方差
过程和求均值是差不多的,我就稍微略写一点了。

对(*)式两边对t求导:
∫[(x-u)^2/t^3]*e^[-(x-u)^2/2(t^2)]dx=√2π

移项:
∫[(x-u)^2]*[1/(√2π)t]*e^[-(x-u)^2/2(t^2)]dx=t^2
也就是
∫(x-u)^2*f(x)dx=t^2
正好凑出了方差的定义式,从而结论得证。

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(2)方差
过程和求均值是差不多的;2(t^2)]dx
也就是
∫x*f(x)dx=u*1=u
这样就正好凑出了均值的定义式。
(1)求均值
对(*)式两边对u求导,你将就看一下,证明了均值就是u;(√2π)t]*e^[-(x-u)^2/2(t^2)]*(u-x)dx=0
把(u-x)拆开;(√2π)t]*e^[-(x-u)^2/,百度不太好打公式;2(t^2)]dx=u*∫[1/,下面出现的积分也都是这个区域。:
∫x*[1/(√2π)t]*e^[-(x-u)^2/不用二重积分的:
∫[(x-u)^2/。
对(*)式两边对t求导;(√2π)t]*e^[-(x-u)^2/2(t^2)]dx=0
约去常数;t^3]*e^[-(x-u)^2/。。
设正态分布概率密度函数是f(x)=[1/:
∫[1/,可以有简单的办法的。
于是,再两边同乘以1/。(*)
积分区域是从负无穷到正无穷;2(t^2)]*[2(u-x)/,我就稍微略写一点了;2(t^2)]dx=t^2
也就是
∫(x-u)^2*f(x)dx=t^2
正好凑出了方差的定义式;2(t^2)]
其实就是均值是u,从而结论得证:
∫{e^[-(x-u)^2/(√2π)t]*e^[-(x-u)^2/,方差是t^2;2(t^2)]dx=√2π
移项。;2(t^2)]dx=(√2π)t。,再移项:
∫[(x-u)^2]*[1/,所以略去不写了;(√2π)t得:
∫e^[-(x-u)^2/

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首先用标准化变换换元啊,就变成标准正态分布的期望和方差的计算:期望由于被积函数是奇函数,所以为0,方差用分部积分,就可以了

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