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確率 / 単元 2/18

期待値・モーメント

知識マップ

概念 7過去問 10年中8年・43小問・77点演習 44問

ひとことで言うと

期待値・分散・積率母関数・特性関数。分布の性質を数値で捉える道具。

読む順

  • 分散2年

    期待値まわりのばらつき V[X]=E[X2]−(E[X])2V[X]=E[X^2]-(E[X])^2。標準偏差はその平方根。

  • E[Xk]E[X^k](原点まわり)や中心まわりの積率。平均・分散・歪度などの基礎量。

  • すべての積率を1つの関数にまとめたもの。一意性定理により M(t)M(t) が一致すれば分布も一致し、独立な和では MX+Y(t)=MX(t)MY(t)M_{X+Y}(t)=M_X(t)M_Y(t) と積になる。

  • 全期待値の法則。条件付き期待値を平均すると周辺期待値に戻る。

  • Y=yY=y を与えた下での XX の期待値 E[X∣Y=y]E[X\mid Y=y]。繰り返し期待値の構成要素。

  • 同時分布を一方の変数で積分(周辺化)して得る各変数単独の分布。

  • 確率変数 XX の特性関数は φ(t)=E[eitX]\varphi(t)=E[e^{itX}](i=−1i=\sqrt{-1})で定義される。積率母関数(MGF)とほぼ同じ性質を持つが、ttが任意の実数で常に存在する(MGFは存在しない分布がある)点で優れる。期待値 μ\mu が存在するとき φ(t)=1+iμt+o(t)\varphi(t)=1+i\mu t+o(t) と展開でき、独立な確率変数の和の特性関数は各特性関数の積になる性質から、中心極限定理の証明などに利用される。

右の帯=過去問10年のうち、その概念が主に問われた年数。

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