1、提出問題
由高等教育出版社出版的《概率論與數理統計》第四版的第91頁例1問了這麼一個問題,「某醫院當新生兒誕生時,醫生要根據嬰兒的皮膚顏色、肌肉彈性、反應的敏感性、心臟的搏動等方面的·情況進行評分,新生兒的得分X是一個隨機變量。據以往的資料表明X的分佈律為
問:X的數學期望E(X)是多少?」。
這是一個看似簡單實則大有探究意義的題目,書本上的計算方法是公式法:E(X)=0×0.002+1×0.001+2×0.002+3×0.005+4×0.02+5×0.04+6×0.18+7×0.37+8×0.25+9×0.12+10×0.01=7.15(分),這意味着,若考察醫院出生的很多新生兒,例如1000個,那麼一個新生兒的平均得分約7.15分,1000個新生兒共得分約為7150分。
對於這個問題還會存在其他算法嗎?
2、問題的探究與解決
事實上,大部分題目都有很多種方法可以計算求得,而計算數學期望的方法,無非就是這兩種:定義法以及上面所說的公式法。所謂定義法就是,根據定義,E(X)= ∑p(X)*X(離散情況)∫f(X)dX(連續情況)。對於這道題我們是否能用定義法解決呢?我想答案顯然是可以的,定義法答案如下:設離散型隨機變量X的分佈律為P{X=xk}=pk,k=1,2,… 若級數
絕對收斂,則稱級數
的和為隨機變量X的數學期望,記為E(X),即
。又設連續隨機變量X的概率密度為f(x),若積分
絕對收斂,則積分
的值為隨機變量X的數學期望,即
,由此可以算出E(X)=7150(分)。
雖然定義法也能算出準確的答案,但是學生都更喜歡用公式法,理由很簡單,無非就是公式法較定義法更為簡潔、更容易計算、更清晰明了,很少有學生會用定義法,誰不想快速解決這道題後立刻進行下一題的解答,沒有必要弄得如此繁瑣。有人或許會疑惑,既然這樣,那為什麼老師還要教定義法,而不直接教公式法就行?事實上,定義法存在的意義非常重要,要說公式法存在的意義是便捷學生計算,那定義法則是讓學生理解數學期望究竟是如何算出來的、它究竟從何而來。公式法注重的是計算,定義法注重的是理解,各有各的不同,但終究是有益於學生學習的。
3、啟示與建議
經過上面一系列的思考,我不僅僅看清了問題的實質,還得到了啟示:在同一道題里他可能會有好幾種不同的算法,但我們並不知道哪個更簡單快速,只有一遍遍算過之後才能得出最好的方法,然而,在考試的時候根本不可能有這麼多時間去鑽研哪個方法更簡便,只能想到哪種方法就寫那種,這就需要我們平時多練題掌握好哪種題型配最好的方法。生活亦是如此,只有經歷過種種苦難、走過條條「道路」,方知最適合自己的是哪個。
4、結束語
有一個簡單的問題引申到人生道理,這其實一點也不奇怪,有很多偉人都是由一個小小的問題提出一個大大的哲理,就譬如牛頓先生因為「蘋果從樹上掉下地」而發現了引力的存在,愛因斯坦先生因為筆直地摔下地而思考對他的「相對論」有着很大的幫助;萊特兄弟因為對小鳥能飛翔的嚮往而有了飛機的雛形…我對這道題的啟示雖然沒有各科學家的那麼偉大,但也算我對這道題的理解吧。
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