質問<677>2001/10/17
from=忘れな草
「期待値」


1からn(n≧2)までの番号のついたn枚のカードが1つの袋の中に
入っている。この袋から2枚のカードを同時に取り出して大きい方の数
字をXとする。このときXの期待値E(X)を求めよ。


お返事2001/11/6
from=武田


カードが
n=4として、調べてみると、

全て書き出してみると、
(1,2)(1,3)(1,4)
(2,3)(2,4)
(3,4)
全ての場合は、42=6通り
大きい方の数字を選んで、
X=4のとき、3通り
X=3のとき、2通り
X=2のとき、1通り
X=1のとき、0通り
期待値E(X)は、
       3   2   1     20 10
E(X)=4・―+3・―+2・―+1・0=――=――≒3.33
       6   6   6      6  3

カードが、n枚の時を考える。
   n(n-1)
n2=――――――
     2

        (n-1)          (n-2)
E(X)=n・――――――――+(n-1)・――――――――+………
        n(n-1)         n(n-1)
        ――――――         ――――――
          2              2

              1
     ………+2・――――――――+1・0
            n(n-1)
            ――――――
              2

       2    n
    =――――――・Σ k(k-1)
     n(n-1) k=1

       2    n
    =――――――・Σ(k2-k)
     n(n-1) k=1

       2     n(n+1)(2n+1) n(n+1)
    =――――――・{――――――――――――-――――――}
     n(n-1)       6         2

       2    n(n+1)(2n+1-3)
    =――――――・――――――――――――――
     n(n-1)      6

     (n+1)(2n-2) 2
    =―――――――――――=―(n+1)………(答)
       3(n-1)    3