指数分布是一种常见的连续型概率分布,通常用于描述事件之间的时间间隔。假设随机变量 $X$ 服从参数为 $\lambda$ 的指数分布,记作 $X \sim \text{Exp}(\lambda)$,其概率密度函数 (PDF) 为:
$$f(x) = \begin{cases}
\lambda e^{-\lambda x} & x \geq 0 \\
0 & x < 0
\end{cases}$$
期望 (Expectation)
指数分布的期望值 $E(X)$ 可以通过以下公式计算:
$$E(X) = \frac{1}{\lambda}$$
方差 (Variance)
指数分布的方差 $\text{Var}(X)$ 也可以通过以下公式计算:
$$\text{Var}(X) = \frac{1}{\lambda^2}$$
解释
期望:期望值 $E(X)$ 表示随机变量 $X$ 的平均值。对于指数分布,这意味着如果你平均每个小时接到2次电话,那么你预期等待每一次电话的时间是半个小时(即期望值为 $\frac{1}{2}$ 小时)。
方差:方差 $\text{Var}(X)$ 表示随机变量 $X$ 与其期望值之间的偏离程度。对于指数分布,这意味着电话到达的时间间隔的离散程度。
例子
假设你有一个参数为 $\lambda = 0.5$ 的指数分布,那么:
期望值 $E(X) = \frac{1}{0.5} = 2$ 小时
方差 $\text{Var}(X) = \frac{1}{(0.5)^2} = 4$ 小时²
这意味着在平均情况下,两次电话之间的时间间隔是2小时,且这个时间间隔的离散程度(即波动性)是4小时²。
结论
指数分布的期望和方差分别为 $\frac{1}{\lambda}$ 和 $\frac{1}{\lambda^2}$,其中 $\lambda$ 是分布的参数。这些公式可以帮助你理解和分析指数分布的随机性和波动性。