3) 일반화(유도)
어떤 사건이 발생할 확률이 p라고 합시다. 사건이 발생하지 않을 확률은 1-p 입니다. 성공과 실패로 봐도 됩니다. 이때 기하분포는 아래와 같습니다. 확률변수 x는 모든 자연수입니다.

기호로는 아래와 같이 나타냅니다.

4-1) 통계량 - 평균
미적분을 이용해서 유도하는 짧은 방법이 있긴 한데, 더 많은 분들이 이해할 수 있도록 길지만 미적분이 들어가지 않는 방법으로 유도하겠습니다.
기하분포의 평균은 아래와 같이 정의됩니다.

시그마를 전개해봅시다. 확률변수는 모든 자연수이기 때문에 극한이 등장합니다. 아래 식을 1번 식이라고 합시다.
E(X)=limn→∞p{1+2(1−p)+⋯+(n−1)(1−p)n−2+n(1−p)n−1}......(1)E(X)=limn→∞p{1+2(1−p)+⋯+(n−1)(1−p)n−2+n(1−p)n−1}......(1)
(1-p)를 양변에 곱해서 식을 하나 더 만듭시다.
(1−p)⋅E(X)=limn→∞p{(1−p)+2(1−p)2+⋯+(n−1)(1−p)n−1+n(1−p)n}......(2)(1−p)⋅E(X)=limn→∞p{(1−p)+2(1−p)2+⋯+(n−1)(1−p)n−1+n(1−p)n}......(2)
1번 식에서 2번 식을 빼겠습니다.
p⋅E(X)=limn→∞p{1+(1−p)+(1−p)2+⋯+(1−p)n−1−n(1−p)n}p⋅E(X)=limn→∞p{1+(1−p)+(1−p)2+⋯+(1−p)n−1−n(1−p)n}
p는 약분됩니다. 빨간부분은 등비수열입니다. 등비수열의 합을 구해봅시다.
E(X)=limn→∞{1−(1−p)n1−(1−p)−n(1−p)n}E(X)=limn→∞{1−(1−p)n1−(1−p)−n(1−p)n}
두 항 모두 수렴하기 때문에 극한을 분리해서 쓸 수가 있습니다.
E(X)=limn→∞{1−(1−p)n1−(1−p)}−limn→∞{n(1−p)n}E(X)=limn→∞{1−(1−p)n1−(1−p)}−limn→∞{n(1−p)n}
첫항은 1/p 로 수렴합니다. 두번째 항은 0으로 수렴합니다. 로피탈정리를 이용하면 됩니다.
limn→∞n(1−p)n=limn→∞n(1−p)−n=limn→∞1−n(1−p)−n−1=0limn→∞n(1−p)n=limn→∞n(1−p)−n=limn→∞1−n(1−p)−n−1=0
따라서 아래 등식이 유도됩니다.

'@ 필수과목 > 손으로 푸는 확률분포' 카테고리의 다른 글
[손으로 푸는 확률분포] 음이항분포 (1) 소개 (0) | 2019.07.04 |
---|---|
[손으로 푸는 확률분포] 기하분포 (6) 이름의 유래 (0) | 2019.07.04 |
[손으로 푸는 확률분포] 기하분포 (5) 그래프 (0) | 2019.07.04 |
[손으로 푸는 확률분포] 기하분포 (4) 분산 (0) | 2019.07.04 |
[손으로 푸는 확률분포] 기하분포 (1~2) 소개, 예시 (1) | 2019.07.04 |
[손으로 푸는 확률분포] 이항분포 (3~5) 유도, 통계량, 그래프 (5) | 2019.07.04 |
[손으로 푸는 확률분포] 이항분포 (1~2) 소개, 예시 (4) | 2019.07.04 |
[손으로 푸는 확률분포] 베르누이분포 (3~5) 유도, 통계량, 그래프 (0) | 2019.07.04 |
댓글
bigpicture님의
글이 좋았다면 응원을 보내주세요!
이 글이 도움이 됐다면, 응원 댓글을 써보세요. 블로거에게 지급되는 응원금은 새로운 창작의 큰 힘이 됩니다.
응원 댓글은 만 14세 이상 카카오계정 이용자라면 누구나 편하게 작성, 결제할 수 있습니다.
글 본문, 댓글 목록 등을 통해 응원한 팬과 응원 댓글, 응원금을 강조해 보여줍니다.
응원금은 앱에서는 인앱결제, 웹에서는 카카오페이 및 신용카드로 결제할 수 있습니다.