原点矩

更新时间:2022-08-25 13:22

设X是随机变量,若E(Xk)(k=1,2,...) 存在,则称它为X的k阶原点矩,记作vk(X) 。

基本介绍

数理统计学中有一类数字特征称为矩。

原点矩:令k为正整数(或为0),a为任何实数,X为随机变量,则期望值 叫做随机变量X对a的k阶矩,或叫动差。如果a=0,则有E(Xk),叫做k阶原点矩,记作 ,也叫k阶矩。

显然,一阶原点矩就是数学期望,即

中心矩

设随机变量X的函数 的数学期望存在,则称 为X的k阶中心矩,记作 ,即

易知,一阶中心矩恒等于零,即 ;二阶中心矩就是方差,即 。

关系

原点矩与中心矩的关系

等等以此类推。

原点矩顾名思义,是随机变量到原点的距离(这里假设原点为零点)。中心矩则类似于方差,先要得出样本的期望即均值,然后计算出随机变量到样本均值的一种距离,与方差不同的是,这里所说的距离不再是平方就能构建出来的,而是k次方。这也就不难理解为什么原点矩和中心矩不是距离的“距”,而是矩阵的“矩”了。我们都知道方差源于勾股定理,这就不难理解原点矩和中心矩了。还能联想到力学中的力矩也是“矩”,而不是“距”。力矩在物理学里是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。力矩也是矢量,它等于力乘力臂。

二阶中心矩,也叫作方差,它告诉我们一个随机变量在它均值附近波动的大小,方差越大,波动性越大。方差也相当于机械运动中以重心为转轴的转动惯量。三阶中心矩告诉我们一个随机密度函数向左或向右偏斜的程度。

在均值不为零的情况下,原点矩只有纯数学意义。

举例

设随机变量 在(a,b)上服从均匀分布。试求随机变量 的k阶原点矩和三阶中心矩。

解:

因为

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