离散随机变量 XX 的概率分布如下表所示:
xx−2-2−1-1001133
P(X=x)\text{P}(X = x)0.10.1aa0.30.3bbcc
已知 E(X)=0.9\text{E}(X) = 0.9 且 Var(X)=2.99\text{Var}(X) = 2.99,求 aa、bb 和 cc 的值。

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完整解法

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1. Formulate an equation using the property that the sum of all probabilities in a probability distribution is 1.

∑P(X=x)=1\sum \text{P}(X=x) = 1
0.1+a+0.3+b+c=10.1 + a + 0.3 + b + c = 1
a+b+c=0.6— (1)a + b + c = 0.6 \quad \text{--- (1)}

2. Formulate a second equation using the given expectation $\text{E}(X)$.

E(X)=0.9\text{E}(X) = 0.9
−2(0.1)+(−1)(a)+0(0.3)+1(b)+3(c)=0.9-2(0.1) + (-1)(a) + 0(0.3) + 1(b) + 3(c) = 0.9
−0.2−a+b+3c=0.9-0.2 - a + b + 3c = 0.9
−a+b+3c=1.1— (2)-a + b + 3c = 1.1 \quad \text{--- (2)}

3. Formulate a third equation using the given variance $\text{Var}(X)$ and the relationship $\text{Var}(X) = \text{E}(X^2) - [\text{E}(X)]^2$.

Var(X)=E(X2)−[E(X)]2\text{Var}(X) = \text{E}(X^2) - [\text{E}(X)]^2
2.99=E(X2)−(0.9)22.99 = \text{E}(X^2) - (0.9)^2
2.99=E(X2)−0.812.99 = \text{E}(X^2) - 0.81
E(X2)=3.8\text{E}(X^2) = 3.8

(−2)2(0.1)+(−1)2(a)+02(0.3)+12(b)+32(c)=3.8(-2)^2(0.1) + (-1)^2(a) + 0^2(0.3) + 1^2(b) + 3^2(c) = 3.8
4(0.1)+a+b+9c=3.84(0.1) + a + b + 9c = 3.8
0.4+a+b+9c=3.80.4 + a + b + 9c = 3.8
a+b+9c=3.4— (3)a + b + 9c = 3.4 \quad \text{--- (3)}

4. Solve the system of three linear equations simultaneously to find $a$, $b$, and $c$.

Subtracting (1) from (3):
(a+b+9c)−(a+b+c)=3.4−0.6(a + b + 9c) - (a + b + c) = 3.4 - 0.6
8c=2.8  ⟹  c=0.358c = 2.8 \implies c = 0.35

Substituting c=0.35c = 0.35 into (1) and (2):
a+b+0.35=0.6  ⟹  a+b=0.25— (4)a + b + 0.35 = 0.6 \implies a + b = 0.25 \quad \text{--- (4)}
−a+b+3(0.35)=1.1  ⟹  −a+b=0.05— (5)-a + b + 3(0.35) = 1.1 \implies -a + b = 0.05 \quad \text{--- (5)}

Adding (4) and (5):
(a+b)+(−a+b)=0.25+0.05(a + b) + (-a + b) = 0.25 + 0.05
2b=0.30  ⟹  b=0.152b = 0.30 \implies b = 0.15

Substituting b=0.15b = 0.15 into (4):
a+0.15=0.25  ⟹  a=0.1a + 0.15 = 0.25 \implies a = 0.1

答案

a=0.1a = 0.1, b=0.15b = 0.15, c=0.35c = 0.35

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