Bootstrap

泊松分布的期望和方差推导

泊松分布是一个离散型随机变量分布,其分布律是:

P(X=k)=λkeλk!

根据离散型随机变量分布的期望定义,泊松分布的期望:

E(X)=k=0kλkeλk!

因为k=0时:

kλkeλk!=0

所以:
E(X)=k=1kλkeλk!

做一下变换:
E(X)=k=1kλkeλk!=k=1λkeλ(k1)!=k=1λk1λeλ(k1)!=λeλk=1λk1(k1)!

这里需要用到泰勒展开式,我们知道常用的泰勒展开式中:
ex=1+x+x22!+x33!+...+xnn!+...=k=1xk1(k1)!

因此,泊松分布的期望为:
E(X)=λeλk=1λk1(k1)!=λeλeλ=λ

对于方差 D(X) ,先求出 E(X2) :
E(X2)=k=0k2λkeλk!=λeλk=1kλk1(k1)!=λeλk=1(k1+1)λk1(k1)!

=λeλ(m=0mλmm!+m=0λmm!)(m=k1)

=λeλ(λm=1λm1(m1)!+m=0λmm!)

=λeλ(λeλ+eλ)=λ(λ+1)

所以:
D(X)=E(X2)(E(X))2=λ(λ+1)λ2=λ

因此,泊松分布的期望和方差为:
E(X)=λ

D(X)=λ

;