Теоретические и эмпирические моменты

Пусть дан закон распределения

\begin{array}{|l|l|l|l|l|} \hline X& 1& 2& 5& 100 \\ \hline P& 0,6& 0,2& 0,19& 0,01 \\ \hline \end{array}

Математическое ожидание $M(X)=1\cdot 0,6+2\cdot 0,2+5\cdot 0,19+100\cdot 0,01=2,95$

Напишем закон для $X^2$

\begin{array}{|l|l|l|l|l|} \hline X^2& 1& 4& 25& 10000 \\ \hline P& 0,6& 0,2& 0,19& 0,01 \\ \hline \end{array}

Найдем $M( {x^2} )=1\cdot 0,6+4\cdot 0,2+25\cdot 0,19+10000\cdot 0,01=106,15$

Видим, что $M( {x^2} )$ значительно больше, это объясняется тем, что $X=100$ после возведения в квадрат значительно увеличилось, а вероятность мала. Т. е. маловероятное, но большое значение играет большую роль.

Опр Начальным моментом порядка $K$ сложной величины $X$ называется математическое ожидание $X^k$, т. е. $\nu _k =M( {x^k} )$.

В частности момент первого порядка $\nu _1 =M( x )$, второго $\nu _2 =M( {x^2} )$. Тогда формулу для вычисления дисперсии можно представить в виде $ D=M( {x^2} )-( {M( x )} )^2=\nu _2 -\nu _1^2 $

Опр Центральным моментом порядка $K$ случайной величины $X$ называется математическое ожидание величины $ ( {x-M( x )} )^k,\, M( {x-M( x )} )^k=M_k $

в частности $M( {x-M( x )} )^=M_1 =0$

$ M_2 =M( {x-M( x )} )^2=M( {x^2} )-( {M( x )} )^2=D $

Замечание Эти моменты называются теоретическими. Моменты, которые вычисляют по данным наблюдений, называются эмпирическими.

Опр Начальный эмпирический момент 1-го порядка равен выборочной средней $\nu _1^\ast =\overline x _b $

Опр Центральный Эмпирический момент 2-го порядка равен выборочной дисперсии $M_2^\ast =D_b $