統計検定 1級 過去問 解答/解答例と解説
2015年11月29日 (日) 試験

統計応用 問1 [2]

設問の要約
  • 関数 f(k)=P(X=k) は確率関数になることを示せ.

解答例

k は自然数であるので,

f(k)=P(X=k)=1k(k+1)>0
ここで,f(k)
f(k)=1k(k+1)=ak+bk+1
に部分分数分解できたとする.
1k(k+1)=ak+bk+1=a(k+1)+bkk(k+1)=ak+a+bkk(k+1)=(a+b)k+ak(k+1)
この恒等式が成り立つためには,
{a+b=0a=1
を満たさなくてはならない.これより,
a=1, b=1
よって,
f(k)=1k(k+1)=1k1k+1
を得る.よって,
k=1f(k)=k=1(1k1k+1)=limnk=1n(1k1k+1)=limn(1112+1213++1n1n+1)=limn(11n+1)=1
よって,f(k) は確率関数である.