اولین كسی باش كه برای دفاع از حق به پا می خیزد. - اچ جکسون براون (کتاب نکته‌های کوچک زندگی)
ریاضی, آموزش ریاضی, آموزش - کارشناسی

رابطه بین گشتاورهای مرتبه اول و دوم و سوم حول صفر با گشتاور مرکزی مرتبه سوم

در ادامه به اثبات تساوی \(M_3=m_3-3m_1m_2+‎2m_1^3\)  در مورد رابطه بین گشتاورها می پردازیم.

از تعریف می دانیم که:

\(M_3=\frac{\sum (x_i-‎\bar{x})^3}{n}‎‎\\ ‎m_1=‎\frac{\sum ‎x_i}{n}‎‎\\ ‎‎‎m_2=\frac{\sum ‎x_i^2}{n}\\ ‎‎‎m_3=\frac{\sum ‎x_i^3}{n}\)

با توجه به اینکه

\((x_i-‎\bar{x})^3=x_i^3‎-‎3x_i^2\bar{x}‎+‎3x_i\bar{x}^2‎-‎\bar{x}^3\)

از تعریف \(‎M_3\) 

\(M_3=\frac{\sum x_i^3}{n}-3\frac{\sum x_i^2 \bar{x}}{n}+3\frac{\sum x_i \bar{x}^2}{n}-\frac{\sum ‎\bar{x}^3}{n}\)

عبارت اول، یعنی ‎ \(\frac{\sum ‎x_i^3}{n}\)‎ ‎‎‎ مساوی است با ‎‎ ‎\(m_3\)‎ ‎

در عبارت دوم ‎\(3\frac{\sum x_i^2 ‎\bar{x}}{n}=‎‎ ‎\frac{3\bar{x}‎\sum x_i^2}{n}\)‎‎‎ ‎‎‎ کافیست به جای

\( ‎\bar{x}=m_1‎‎‎ ‎ \)و به دست می آید

\(3\frac{\sum x_i^2 ‎\bar{x}}{n}=‎‎ ‎\frac{3\bar{x}‎\sum ‎x_i^2}{n}=3‎\frac{\sum ‎x_i}{n}‎\frac{‎\sum ‎x_i^2}{n}=3m_1m_2\)

دقت کنید که در اینجا ‎ \(‎\bar{x‎}‎‎\) ‎‎‎ همانند یک ضریب عمل می کند و می تواند از سیگما بیرون بیاید.

در عبارت سوم به جای ‎ \(‎\frac{\sum ‎x_i}{n}‎\) ‎‎ قرار می دهیم ‎ \(‎\bar{x}‎\)  و لذا خواهیم داشت:

\(3\frac{\sum x_i ‎\bar{x}^2}{n}=3(\bar{x})\bar{x}^2=3\bar{x}^3\)

عبارت چهارم یعنی \( \frac{\sum ‎\bar{x}^3}{n}\)‎ ‎‎‎ مساوی است با \(‎ ‎\dfrac{n‎\bar{x}^3‎‎‎ ‎}{n}=‎\bar{x}^3\)‎‎‎ ‎ ‎‎

در اینجا عبارت  ‎\(\Sigma‎ ‎\bar{x}^3=n\bar{x}^3‎‎‎‎ \)‎، زیرا یک عدد ثابت ‎ ‎n‎ ‎‎‎ بار جمع بسته می شود.

دو عبارت سوم و چهارم ‎ \(3\frac{\sum x_i \bar{x}^2}{n}-\frac{\sum ‎\bar{x}^3}{n}=3‎\bar{x}^3-\bar{x}^3=2\bar{x}^3=‎2m_1^3\)‎‎ ‎‎‎ را به دست می دهد.

 لذا نتیجه می شود که :

\(M_3=m_3-3m_1m_2+‎2m_1^3\)


این مقاله در سایت علمی رایشمند منتشر شده است. خوشحال می‌شویم اگر دیدگاه و نظر خود را درباره این موضوع با ما و دیگر خوانندگان در میان بگذارید.

فاعزه
نوشته شده در: 1394/07/26 08:41:49 ق.ظ

بسیار عالی بود ممنونم

محسن
نوشته شده در: 1395/02/12 11:41:48 ق.ظ

مقسی بشم....

علی
نوشته شده در: 1397/07/22 06:27:54 ب.ظ

با سلام.خیلی ممنونم برای مطالب خوبتون

در حال پاسخ دادن به

نظر شما ثبت شد، اما ابتدا باید تأیید شود.

نظر خود را برای ما بنویسید
لطفاً نام خود را وارد کنید
لطفاً ایمیل خود را وارد کنید لطفاً ایمیل معتبر وارد کنید
لطفاً یک نظر وارد کنید
ثبت و ارسال