高校数学 公式・解法ノート
必須

aX+b の期待値・分散

着眼点足した定数 b は分散に効かない。かけた a は分散では2乗になる。

E(aX+b)=aE(X)+bV(aX+b)=a^2V(X),\quad \sigma(aX+b)=|a|\,\sigma(X)

特に Z=\dfrac{X-m}{\sigma}(標準化)とすると E(Z)=0,\ V(Z)=1。

例題
1
E(X)=3,\ V(X)=4 のとき、Y=-2X+5 の期待値・分散・標準偏差を求めよ。
解答
E(Y)=-2\cdot3+5=-1V(Y)=(-2)^2\cdot4=16,\quad \sigma(Y)=|-2|\cdot2=4
2
あるテストの得点 X は E(X)=60,\ \sigma(X)=15 である。T=aX+b\ (a>0) の平均を50、標準偏差を10にしたい。a,\,b を求めよ。
解答
\sigma(T)=a\cdot15=10 より a=\frac23。
E(T)=\frac23\cdot60+b=40+b=50 より b=10。
答え a=\frac23,\ b=10
注意V(-2X)=-4V(X) や \sigma(-2X)=-2\sigma(X) と書くミス。分散・標準偏差は負にならない。

「統計的な推測」の項目

  1. 確率分布と期待値 E(X)必須
  2. 分散 V(X) と標準偏差 σ(X)必須
  3. aX+b の期待値・分散必須
  4. 和の期待値・独立な確率変数の分散差がつく
  5. 二項分布 B(n, p)必須
  6. 正規分布と標準化(正規分布表の引き方)必須
  7. 二項分布の正規分布による近似必須
  8. 標本平均の分布必須
  9. 母平均の推定(信頼度95%)差がつく
  10. 仮説検定(二項分布の正規近似・両側検定)差がつく
  11. 母比率の推定・検定不要
  12. 連続型確率変数と確率密度関数不要
  13. 大数の法則不要

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