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数学 大学生・専門学校生・社会人

確率の勉強をしている学生なのですが、この問題が分かりません。どなたか教えていただけませんか。

練習問題 1.8 (積率母関数) X を非負の確率変数とし, x(t) = Eetx は全てのt∈ に対して有限であると仮定する.さらに,全てのt∈ R に対し E [XetX] < ∞ であると仮定する.この練習問題の目的は, '(t) = E [Xetx] で あり、特に'(0)=EX であることを示すことである。 微分の定義, すなわち次式を思い出そう. 4'(t) = lim x(t) - (s) lim st t-s st EetxEesx t-s 「etx = lim E st t-s 上式の極限は,連続な変数sについて取っているが,t に収束する実数列{8}n=1を 選ぶことができ, 次を計算すればよい. 「etx e³n X lim E sn→t t-Sn これは、次の確率変数の列 etx -enx Yn = t-Sn の期待値の極限を取っていることになる.もしこの極限が, t に収束する列{Sn}=1 の選び方によらず同じ値になるならば、この極限も limotE [ex と同じで,そ れは '(t) である. .tx sx ← -e t-s 解析学の平均値の定理の主張は,もしf(t) が微分可能な関数ならば、任意の実数 s ともに対し,stの間の値の実数0で次を満たすものが存在するというものである. f(t)-f(s) =f' (0) (t-s). もしweΩを固定し,f(t) = etx(w) を定義すると,この式は, etX(w)_esx(w)=(t-s) X (w)e (w)x(w) (1.9.1) となる.ただし,(ω) はωに依存する実数 (すなわち,tとsの間の値を取る確率変 数)である. (i) 優収束定理 (14.9) (191) 式を使って,次を示せ. lim EY = Elim Yn=E [XetX] . (1.9.2) n→∞ [n→∞ このことから,求める式 4'(t) [XetX ] が導かれる. (ii) 確率変数 X は正の値も負の値も取り得、全てのt∈Rに対し Eetx < かつ E [|X|etX] < ∞ であると仮定する。 再度 '(t) = E [XetX] を示せ(ヒント: (1.3.1) 式の記号を使って X = X + - X- とせよ . )

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数学 高校生

【統計的な推測】 (ケ)についてです。 これってなんで二項分布に従うのですか?解いてる時は感覚的に無効分布だと思ったのですが見直したらよく分からなくなりました。 正規分布に従うときと二項分布に従うときの違いってなんですか?

以下の問題を解答するにあたっては,必要に応じて27ページの正規分布表を用い を行った。 地域Kにおける高校生のスマートフォン(以下,スマホ)の利用状況について調査 数学C 第4問~第7問は,いずれか3問を選択し, 解答しなさい。 第5問 (選択問題(配点16) てもよい。 数学II, 数学 B 数学C 昨年度の地域 K の高校生全員を母集団とし, 400人を無作為に抽出する。この とき,1≦h<2である高校生の人数を表す確率変数をY2h<3である高校 生の人数を表す確率変数を Zとする。 Yは ケ に従う。 また, Yの標準偏 差はZの標準偏差の 6 コ 1 1.83 サシ 倍である。 夕 B(400, 0.2) √V(x)=400.0.2(1-02) 68 (1) スマホの所有台数について調査するため,地域Kの高校生を無作為に10人選 び, 次のアンケートを行った。 20 18 26 地域Kでは,予算の関係で今年度は全数調査ではなく, 標本調査を行うことに なった。 標本の大きさを1600として, 無作為に抽出した高校生を対象に調査を V80.0.8=64=8 行ったところ, スマホ利用時間の標本平均は4.7時間であり, 標本の標準偏差は 2.4時間であった。 アンケート 2.9 8 次の選択肢から、 自分のスマホの所有台数を選んでください。 60 今年度の高校生のスマホ利用時間の母平均をmとし, 母標準偏差は2.4 とす 54 る。 標本の大きさ1600 は十分に大きいので, 標本調査の結果による, m に対す 60 A : 0 台 B:1台 C2台 D : 3台以上 0.75 る信頼度 95%の信頼区間は ス である。 アンケートの結果は E(x)= 0x110 8160 m-4.7 2.4 2.4 +1× +2× ×1/6+3×10 56- 1000 0.06. 40 40 ケ A:1人 B:7人 C:2人 D:0 人 については,最も適当なものを,次の①~⑤のうちから一つ選べ。 =0.06 T To 10 であった。 この10人の集団において, 一人を無作為に抽出したとき, その高校生 のスマホの所有台数を表す確率変数を X とする。 Xの平均 (期待値) は 10 ⑩ 正規分布N (400,0.05) ① 二項分布B (400,0.05) 10 0.0 402.4 ②正規分布N (400,0.1) ③二項分布B (400,0.1) ア は オ カキである。 イであり,X2の平均は ウ エラである。 また, Xの分散 E(x)= ④ 正規分布 N (400, 0.2) ⑤二項分布B (400, 0.2) 8 + To 10 10/15 029 10 v(x) = 400.0.1 (10.1) =40×0.9=36 100=136=6. V(x)=(x)E()=1.5-1.21. (2)地域Kでは, 高校生のスマホの1日の利用時間 (以下, スマホ利用時間) を毎年 度調査している。 昨年度は,地域Kの高校生を対象に全数調査を行った。 ただ し, スマホを所有していない高校生は,スマホ利用時間を0時間とした。 以下の 表は,スマホ利用時間をん (時間)としたときの全数調査の結果である。 ス については,最も適当なものを,次の①~⑤のうちから一つ選べ。 ⑩ 4.02mm 4.92 ② 4.47 ≦m≦4.95 ④ 4.58≦m≦4.82 ① 4.44≦m≦4.90 ③ 4.55≦m≦4.85 ⑤ 4.62mm ≦ 4.88 121 h 0≦x<1 1≤h≤2 2≤h<3 割合 75% 10%】 3≦h < 4 4≤h 20% 1.4 12. 25% 40% To 1.21 100 ただし、数値はすべて正確な値であり,四捨五入されていないものとする。 0.29 h. np (数学II, 数学B, 数学C第5問は次ページに続く。) B(400,0.1) (数学II, 数学B, 数学C第5問は次ページに続く。) -1.96€ m-4.7 0.06 € 1.96 -0.1176m-4.70.1176 0 -22- 30+65 -23-45824 0.11 4.7 m64,8156 95

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数学 高校生

(2)⑭についての質問です。 答えがわかっていたので、答えに合わせるように計算を行いました。 その時の計算式で Xの分散を小数第5位(0.81142)まで書いて計算しないといけない理由が分かりません。 教えて欲しいです。

例題2 [データの変換] 3 かし 温度の単位として, 損氏(℃)のほかに華氏 (°F)があり、℃とが同 じ温度を表すときのxとの関係は,,v=1.8c+32であることが知られて いる。 日本のある都市において, 1週間の最高気温を測定したデータが次の表 のようであった。 このとき、 次の値を求めよ。 ただし, 平均値は四捨五入 して小数第1位まで, 分散は四捨五入して小数第2位まで求めよ。 最高気温(℃) 8.5 9.2 10.8 8.2 日 月 火 水 木 金 土 8.7 7.9 8.3 (1) 最高気温の平均値と分散 ヒント 共分 Sky の偏差をgの偏差の 私の平均値 (2) 華氏 (°F) で表したときの最高気温の平均値と分散 解答 r= Sty Sx3y (1) 最高気温を表す変量を℃とすると, xの平均値は IC == // (8.5+9.2+10.8+8.2+8.7+7.9+8.3)=Dg.8 (℃) であるから, x-xと (x-x)の値は下の表のようになる。 8.5 9.2 10.8 8.2 8.7 ◆平均値 =(エエエッ 7.9 8.3 x-x -0.3 0.4 2.0 -0.6 ② -0.9 3 (xx) 20.09 0.16 4.00 0.36 ④ 0.81 5 分散 s よって,x の分散szは,s2=1/2x65,68 S = 00.8114285.7.... ²= {(x1−x)²+(x2-x)² n より, 四捨五入すると,08 +…+(x_x)}} (2) 華氏で表したときの最高気温の変量を°Fとすると, xとyに y=1.8c+32の関係があるから, yの平均値y は 9 y= 1-8 +1032 147-84 (°F) y=ax+bのとき 98.8 y=ax+b より、四捨五入すると, 華氏で表したときの平均値は,1247.8 F また,yの分散 sy2は 2 13 1.8 Xs2=14 より、四捨五入すると、華氏で表したときの分散は12,63 y=ax+bのとき s₁²=a²s₁² →1.8×1.8×0.81142 = 2.6290- 類題2 次の変量xのデータについて, u=- 2 変量をuとする。 x-50 とおいて得られる新しい x:64 52 54 77 60 68 57 65 59 74 次の値を求めよ。 ただし, 必要であれば, 61=7.8 として計算せよ。 (1)の平均値と標準偏差 (2)の平均値と標準偏差 例題2の答 1 8.8 2 -0.1 (30.54 0.01 15 0.25 65.68 70.811... 8 0.81 9 1.8 10 32 11 47.84 12 47.8 13 1.8 14 2.629・・・ 15 2.63 145

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