公共基礎第31講講義

2023-01-21 07:06:04 字數 1737 閱讀 9840

一維隨機變數的分布和數字特徵

隨機變數是概率統計中重要的基本概念。隨機事件可以通過隨機變數 x 表示,隨機事件的概率一般形如p( a < x≤b ) ,p( a < x < b ) , … ,其中-∞≤a ≤b ≤+∞。如果乙個變數依試驗結果的改變而取不同的實數值,那麼稱這個變數為(一維)隨機變數。

隨機變數分布的含義是「隨機變數取值的統計規律」。常用的形式有概率分布表,概率密度函式與分布函式。隨機變數數字特徵的含義是「用某些實數來反映隨機變數分布的主要特徵」。

常用的形式有(數學)期望與方差。

離散型隨機變數的概率分布表

離散型隨機變數 x 只可能取有限個或一串值,假定記作 x 1, , x2 , … ,xk, … 。 x 的概率分布(表)為

其中=1, pk=p(x = x k) > 0 , k = 1 , 2 , … 。由上述概率分布表可以計算概率

其中i 是實數軸上的乙個集合。

連續型隨機變數的概率密度函式

連續型隨機變數 x 的概率密度函式 p(x)必須滿足

由上述概率密度函式可以計算概率

對任意乙個實數 x 0,p(x= xo)= 0

隨機變數的分布函式

1 .定義隨機變數 x 的分布函式 f ( x )定義為

2 .性質

3 .設 x 為連續型隨機變數,概率密度函式為 p (x)

(1)f(x)是連續函式;

(2)在 p(x)的連續點處, f '(x)= p(x);

隨機變數的期望

隨機變數 x 的期望反映了 x 的平均取值,記作 e ( x )。

1 .定義當 x 為離散型隨機變數時,

當 x 為連續型隨機變數時,

2 .性質

(1)e(c) =c ,其中c是常數;

(2)e(kx)= ke(x),其中k是常數;

(3)e(x + c)= e(x)+c,其中c是常數;

(4)e(kx + ly + c)= ke(x)+ le(y)+c.

3 .隨機變數函式的期望

設 y = f(x),當 x 為離散型隨機變數時,

當 x 為連續型隨機變數時,

隨機變數的方差

隨機變數 x 的方差反映了 x取值的波動程度,記作 d ( x )。

1 .定義 d(x)= e [x-e(x)] 2 , 稱為 x 的標準差

2 .計算公式。 d (x)= e(x2)-[e(x)] 2 。

3 .性質

(1) d(c)= 0 ,其中c是常數;

(2) d(kx)= k2d(x),其中k是常數;

(3) d(x+c) =d(x), 其中c是常數;

(4) 當 x 與 y 相互獨立時, d(kx + ly+c)= k2d(x)+ l2d(y)。

常用隨機變數的分布和數字特徵

1 .二點分布(或伯努利分布),引數為 p ,0 < p < 1 ,它的概率分布為

且 e(x)= p , d(x)= p(1-p)。

2 .二項分布,引數為n、 p , 0 < p < 1 。它的概率分布為

且 e (x)= np , d(x)=np(1-p)。

3 .泊松分布,引數為,> 0 。它的概率分布為

且 e (x)= d(x)=。

4 .均勻分布,引數為 a 、 b ,a < b 。它的概率密度函式為

且e (x)=(a +b) , d(x)=(b –a)2 .

5 .指數分布,引數為,> 0 。它的概率密度函式為

且 e (x)=, d(x)=.

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