Pregunta
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A. Let \( f(x)=\left\{\begin{array}{lr}\frac{2^{6-x}}{64} & x=1,2,3,4,5 \\ \frac{1}{64} & x=6,7\end{array}\right. \) Hence, obtain the \( E(x) \)

Ask by Chang Chavez. in Nigeria
Feb 18,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

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The expected value \( E(x) \) is \( \frac{127}{64} \) or approximately 1.9844.

Solución

We are given the probability mass function   f(x) = { 2^(6 – x) / 64  if x = 1, 2, 3, 4, 5       1/64     if x = 6, 7 Step 1. Write out the probabilities for each x:  • For x = 1: f(1) = 2^(6–1)/64 = 2^5/64 = 32/64  • For x = 2: f(2) = 2^(6–2)/64 = 2^4/64 = 16/64  • For x = 3: f(3) = 2^(6–3)/64 = 2^3/64 = 8/64  • For x = 4: f(4) = 2^(6–4)/64 = 2^2/64 = 4/64  • For x = 5: f(5) = 2^(6–5)/64 = 2^1/64 = 2/64  • For x = 6: f(6) = 1/64  • For x = 7: f(7) = 1/64 Step 2. Verify that the total probability is 1:  Total = (32 + 16 + 8 + 4 + 2 + 1 + 1) / 64 = 64/64 = 1 Step 3. Calculate E(x) using the definition  E(x) = Σ [x * f(x)] for all x. Write out each term:  • For x = 1: 1 × (32/64) = 32/64  • For x = 2: 2 × (16/64) = 32/64  • For x = 3: 3 × (8/64) = 24/64  • For x = 4: 4 × (4/64) = 16/64  • For x = 5: 5 × (2/64) = 10/64  • For x = 6: 6 × (1/64) = 6/64  • For x = 7: 7 × (1/64) = 7/64 Step 4. Sum these values:  E(x) = (32 + 32 + 24 + 16 + 10 + 6 + 7) / 64 = 127/64 Thus, the expected value is  E(x) = 127/64 ≈ 1.9844. The final answer is: E(x) = 127/64.

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Bonus Knowledge

To find the expected value \( E(x) \) of the given function \( f(x) \), we first need to determine the probabilities of each value of \( x \). The probabilities for \( x = 1, 2, 3, 4, 5 \) are \( \frac{2^{6-x}}{64} \), and for \( x = 6, 7 \), it’s \( \frac{1}{64} \). The expected value \( E(x) \) is calculated using the formula: \[ E(x) = \sum_{x=1}^{7} x \cdot P(x) \] Calculating the contributions: - For \( x = 1, 2, 3, 4, 5 \): \[ P(1) = \frac{2^{5}}{64}, \, P(2) = \frac{2^{4}}{64}, \, P(3) = \frac{2^{3}}{64}, \, P(4) = \frac{2^{2}}{64}, \, P(5) = \frac{2^{1}}{64} \] Calculating these gives us \( \frac{32}{64}, \frac{16}{64}, \frac{8}{64}, \frac{4}{64}, \frac{2}{64} \) respectively. - For \( x = 6 \) and \( x = 7 \): \[ P(6) = P(7) = \frac{1}{64} \] Substituting these into the expected value equation, compute: \[ E(x) = 1 \cdot \frac{32}{64} + 2 \cdot \frac{16}{64} + 3 \cdot \frac{8}{64} + 4 \cdot \frac{4}{64} + 5 \cdot \frac{2}{64} + 6 \cdot \frac{1}{64} + 7 \cdot \frac{1}{64} \] Calculating the sum: \[ = \frac{32 + 32 + 24 + 16 + 10 + 6 + 7}{64} = \frac{127}{64} \] Thus, the expected value \( E(x) \) is \( \frac{127}{64} \). Enjoy your math exploration, and remember: breaking complex problems into simple parts makes them easier to solve!

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