Si tiene una probabilidad densidad p(x) Entonces sí que escribiría: "El valor esperado de f(x) es igual a la suma de f(x) ponderado por la probabilidad infinitesimal de que X∈[x,x+dx] que es p(x)dx "
Así que hay dos cosas que suceden aquí. En primer lugar p(x) es una densidad de probabilidad, ya que p(x) tiene unidades de probabilidad por unidad x ( x puede ser la longitud, la edad, lo que sea). En otras palabras p(x) por sí misma NO es una probabilidad en el sentido habitual, necesita ser multiplicada por el dx para convertirse en una probabilidad infinitesimal. Esta es una especie de explicación de la física de la densidad de probabilidad.
A continuación, al escribir E[f(X)] uno tiene dos opciones. La primera opción es expresar E[f(X)] en términos de la densidad de probabilidad de X Es decir p(x) . En este sentido, tenemos E[f(X)]=∫f(x)p(x)dx . En otras palabras, estamos consultando primero el dominio de f como una variable aleatoria y luego aplicar f . La otra opción es escribir el valor esperado en términos de la densidad de f(X) como una variable aleatoria. En este caso definiríamos g(y) como la probabilidad de que f(x)∈[y,y+dy] . En este caso estamos consultando el gama de f como una variable aleatoria, que hereda su aleatoriedad del dominio aleatorio X . Así que para cualquier evento A , P(f(X)∈A)=P(X∈f−1(A)) donde el lado derecho es una cantidad conocida ya que conocemos la distribución de X . A saber, obtenemos E[f(X)]=∫yg(y)dy .