기하분포(Geometric Distribution)

deejayosamu·2024년 12월 27일

여러가지 분포

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Random Variable

독립적인(independent) 베르누이 시행에서 첫 번째 성공이 일어나기까지의 시행횟수

분포의 특성

  • pmf of X(Yi:Bernoulli r.v.)X(Y_i: Bernoulli \space r.v.)
    P(X=1)=P(Y1=1)=p,P(X=2)=P(Y1=0,Y2=1)=P(Y1=0)P(Y2=1)=(1p)p,P(X=3)=P(Y1=0,Y2=0,Y3=1)=(1p)2p,P(X=x)=(1p)x1p (x=1,2,...)P(X=1)=P(Y_1=1)=p,\\ P(X=2)=P(Y_1=0,Y_2=1)=P(Y_1=0)P(Y_2=1)=(1-p)p,\\ P(X=3)=P(Y_1=0,Y_2=0,Y_3=1)=(1-p)^2p,\\ \vdots\\ P(X=x)=(1-p)^{x-1}p \space (x=1,2,...)

  • 기댓값
    E(X)=1pE(X)=\frac{1}{p}
    pf)
    E(X)=x=1x(1p)x1p=p(1+2(1p)+3(1p)2+...),(1p)E(X)=p((1p)+2(1p)2+3(1p)3+...),E(X)(1p)E(X)=p(1+(1p)+(1p)2+(1p)3+...)=pE(X),E(X)=1+(1p)+(1p)2+...=11(1p)=1pE(X)=\sum_{x=1}^{\infty}x(1-p)^{x-1}p=p(1+2(1-p)+3(1-p)^2+...),\\ (1-p)E(X)=p((1-p)+2(1-p)^2+3(1-p)^3+...),\\ E(X)-(1-p)E(X)=p(1+(1-p)+(1-p)^2+(1-p)^3+...)=pE(X),\\ E(X)=1+(1-p)+(1-p)^2+...=\frac{1}{1-(1-p)}=\frac{1}{p}

  • 분산
    Var(X)=1pp2Var(X)=\frac{1-p}{p^2}
    pf)
    variance_pf

  • mgf
    MX(t)=x=1etx(1p)x1p=petx=1(et(1p))x1=pet1et(1p) (et(1p)<1)M_X(t) = \sum_{x=1}^{\infty}e^{tx}(1-p)^{x-1}p=p \cdot e^t\sum_{x=1}^{\infty}(e^t(1-p))^{x-1}=\frac{p \cdot e^t}{1-e^t(1-p)} \space (e^t(1-p)<1)

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