数学期望是一种用于描述随机变量平均值的概念,是概率论和统计学中最基本的概念之一。简单说,数学期望是对随机变量可能取值的加权平均值,其中权重是每种可能取值的概率。
具体来说,对于一个离散型随机变量X,如果其可能取值为x1, x2, …, xn,对应的概率为P(X=x1), P(X=x2), …, P(X=xn),那么X的数学期望E(X)可以用下面的公式来计算:
E(X) = Σ xi P(X=xi),其中i从1到n
对于一个连续型随机变量X,如果其概率密度函数为f(x),那么X的数学期望E(X)可以用下面的公式来计算:
E(X) = ∫x f(x) dx,其中积分区间为整个实数轴
数学期望的物理含义是,当重复独立地进行随机实验时,每次随机实验结果的平均值趋近于数学期望。它是随机变量一种统计上的度量,反映了随机变量平均取值的水平。在概率论、统计学及其各自的应用领域中,数学期望是一个十分重要的概念。例如,它可用于描述随机变量取值的中心位置,为一些重要的统计推断提供了基础。