間違いしかありません.コメントにてご指摘いただければ幸いです(気が付いた点を特に断りなく頻繁に書き直していますのでご注意ください).

二項分布(binomial distribution)の積率母凾数(moment-generating function)と期待値(expected value)・分散(variance)

二項分布(binomial distribution)の積率母凾数(moment-generating function)と期待値(expected value)・分散(variance)

二項分布

XB(n,p)f(X=x)={nCxpx(1p)nxx{0,1,2,,n}0x{0,1,2,,n}

積率母凾数

MX(t)=E[etx]=k=0netxnCxpx(1p)nx=k=0nnCx(etp)x(1p)nx=nC0(etp)0(1p)n0+nC1(etp)1(1p)n1+nC2(etp)2(1p)n2++nCn(etp)n(1p)nn={etp+(1p)}n(A+B)D=DC0A0BD0+DC1A1BD1++DCDADBDD=k=0DDCkAkBDk()=(etpp+1)n

(原点周りの)一次モーメント = 期待値

E[X]=MX(1)(t)=dMX(t)dt|t=0=ddt(etpp+1)n|t=0=dduundudt|t=0u=etpp+1,dudt=ddt(etpp+1)=etp=nun1etp|t=0=n(etpp+1)n1etp|t=0=npet(etpp+1)n1|t=0=npe0(e0pp+1)n1=np1(1pp+1)n1=np(1)n1=npX

(原点周りの)二次モーメント

E[X2]=MX(2)(t)=d2MX(t)dt2|t=0=d2dt2(etpp+1)n|t=0=ddtnpet(etpp+1)n1|t=0=npddtet(etpp+1)n1|t=0ddxcf(x)=cddxf(x)(c:)=npddtuv|t=0u=et,v=(etpp+1)n1=np{(ddtu)v+u(ddtv)}|t=0=np[(et)v+u{(n1)(etpp+1)n2pet}]|t=0dudt=et,dvdt=(n1)(etpp+1)n2pet=np[(et)(etpp+1)n1+et{(n1)(etpp+1)n2pet}]|t=0u=et,v=(etpp+1)n1=npet(etpp+1)n1+n(n1)p2e2t(etpp+1)n2|t=0=npe0(e0pp+1)n1+n(n1)p2e20(e0pp+1)n2=np1(1pp+1)n1+n(n1)p21(1pp+1)n2=np(1)n1+n(n1)p2(1)n2=np+n(n1)p2

二次の中心(化)モーメント / 母平均周りの二次モーメント = 分散

V[X]=E[(XE[X])2]=E[X2]E[X]2E[(XE[X])2]=E[X2][X]2=MX(2)(t)(MX(1)(t))2=np+n(n1)p2(np)2=np+n2p2np2n2p2=npnp2=np(1p)X(X1)

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