Biến ngẫu nhiên rời rạc và kỳ vọng

Biến ngẫu nhiên rời rạc X nhận các giá trị xᵢ với xác suất pᵢ (tổng bằng 1). Kỳ vọng E(X) = Σxᵢpᵢ chính là điểm cân bằng của phân bố. Kéo các thanh xác suất để thấy E(X) dịch chuyển.

Σpᵢ1.00
E(X) = Σxᵢpᵢ0.00
Trung bình mô phỏng

💡 Tổng xác suất phải bằng 1. E(X) là hoành độ điểm cân bằng: cột cao (pᵢ lớn) kéo E(X) về phía giá trị xᵢ đó. Mô phỏng nhiều lần, trung bình quan sát tiến về E(X) (luật số lớn).

Thấy hay? Chia sẻ cho bạn bè: f Facebook 𝕏 X

Biến ngẫu nhiên rời rạc là gì?

Một biến ngẫu nhiên rời rạc X là đại lượng nhận một trong hữu hạn (hoặc đếm được) các giá trị số x₁, x₂, …, xₙ, mỗi giá trị ứng với một xác suất pᵢ. Bảng liệt kê các xᵢ cùng pᵢ gọi là bảng phân bố xác suất. Điều kiện bắt buộc là mọi pᵢ ≥ 0 và p₁ + p₂ + … + pₙ = 1.

Kỳ vọng E(X)

Kỳ vọng (giá trị trung bình) của X là tổng có trọng số của các giá trị theo xác suất:

E(X) = x₁p₁ + x₂p₂ + … + xₙpₙ = Σxᵢpᵢ

Về mặt hình học, nếu đặt tại mỗi giá trị xᵢ một khối lượng bằng pᵢ, thì E(X) chính là điểm cân bằng (trọng tâm) của hệ — nơi cây thước sẽ thăng bằng.

Các bước tính

  1. Liệt kê các giá trị xᵢ và xác suất pᵢ.
  2. Kiểm tra Σpᵢ = 1 (nếu chưa, chuẩn hoá lại).
  3. Nhân từng cặp xᵢ · pᵢ.
  4. Cộng tất cả để được E(X).

Vì sao E(X) là trung bình dài hạn?

Theo luật số lớn, khi lặp lại phép thử rất nhiều lần, tần suất xuất hiện của mỗi giá trị xᵢ tiến về pᵢ, nên trung bình cộng các kết quả quan sát tiến dần về Σxᵢpᵢ = E(X). Bấm nút mô phỏng trong game để thấy trung bình quan sát (vạch vàng) áp sát E(X) (vạch xanh).

Ứng dụng thực tế

Kỳ vọng được dùng khi:

Khám phá thêm