求解涉及随机变量的问题
函数随机变量:
如果 \(X\) 是随机变量,\(g\) 是函数,那么 \(Y = g(X)\) 也是随机变量。可以利用 \(Y\) 的统计量推导出 \(X\) 的统计量。
Function Random Variables:
If \(X\) is a random variable and \(g\) is a function, then \(Y = g(X)\) is also a random variable. The statistics of \(Y\) can be used to deduce the statistics of \(X\).
线性变换反推:
对于线性函数 \(Y = aX + b\),已知 \(Y\) 的期望值和方差可以直接推导出 \(X\) 的期望值和方差。
Linear Transformation Inversion:
For linear function \(Y = aX + b\), knowing the expected value and variance of \(Y\) allows direct deduction of the expected value and variance of \(X\).
反推的关键步骤:
Key Steps for Inversion:
线性变换 \(Y = aX + b\) 的反推公式:
Inversion formulas for linear transformation \(Y = aX + b\):
\[\mathrm{E}(X) = \frac{\mathrm{E}(Y) - b}{a}\]
\[\operatorname{Var}(X) = \frac{\operatorname{Var}(Y)}{a^2}\]
\[\sigma_X = \frac{\sigma_Y}{|a|}\]
标准化变换示例 / Standardization Example:
对于 \(Y = \frac{X - 150}{50}\),如果 \(\mathrm{E}(Y) = 5.1\),\(\operatorname{Var}(Y) = 2.5\),则:
\[\mathrm{E}(X) = 50 \times 5.1 + 150 = 405\]
\[\operatorname{Var}(X) = 50^2 \times 2.5 = 6250\]
重要证明 / Important Proofs:
证明技巧 / Proof Techniques:
解题策略 / Problem-Solving Strategies:
常见错误提醒 / Common Mistakes Reminder:
随机变量函数反推知识体系:
| 核心概念 | 反推方法 | 公式应用 | 注意事项 |
|---|---|---|---|
|
• 函数随机变量 • 线性变换 • 一一对应性 |
• 函数反解 • 期望值反推 • 方差反推 • 标准差反推 |
• \(\mathrm{E}(X) = \frac{\mathrm{E}(Y)-b}{a}\) • \(\operatorname{Var}(X) = \frac{\operatorname{Var}(Y)}{a^2}\) • \(\sigma_X = \frac{\sigma_Y}{|a|}\) |
• 函数必须一一对应 • 常数项不影响方差 • 乘数影响方差平方 • 验证结果合理性 |