统计2:随机变量及其分布 (2)

分布函数是一个普通的函数,如果把X看成数轴上的随机点的坐标,那么分布函数F(x)在x处的函数值就表示X落在区间(-∞, x]上的概率。

四,连续型随机变量的概率密度函数

定义 如果对于随机变量X的分布函数F(x),存在非负可积函数f(x),使对于任意实数x有分布函数:

统计2:随机变量及其分布

则X为连续型随机变量,称f(x)为X的概率密度函数,简称为概率密度。

如何通过概率密度函数计算随机变量的概率?对于任意实数a,b(a<=b),随机变量的取值落在区间(a,b]的概率是:

统计2:随机变量及其分布

连续性随机变量使用概率密度来研究,服从概率密度函数, 概率密度是什么意思?简单来说,就是连续随机变量落在某个区间的面积就是其概率。

统计2:随机变量及其分布

读者需要知道常用的概率密度是:均匀分布,指数分布和正态分布。

1,均匀分布

均匀分布的概率密度函数为:

统计2:随机变量及其分布

统计2:随机变量及其分布

均分分布的概率密度函数是,落在区间(a,b)内任意等长度的子区间内的可能性是相同的,或者说,落在(a,b)的子区间内的概率只依赖于子区间的长度,而与子区间的位置无关。

统计2:随机变量及其分布

2,指数分布

指数分布概率分布函数是:

统计2:随机变量及其分布

其中λ > 0为常数,指数分布的概率密度函数如下图所示:

统计2:随机变量及其分布

3,正态分布

正态分布的的概率密度函数是,其中μ,σ( σ>0)为常数,μ是数学期望,σ是标准差。

统计2:随机变量及其分布

若随机变量X服从一个数学期望为μ、方差为σ2的正态分布,记为X~N(μ,σ2),其概率密度函数为正态分布的期望值μ决定了其位置,其标准差σ决定了分布的幅度。

正态分布的概率密度图形如下所示,其图形是关于x=μ对称的,当x=μ时取得最大值。x离μ越远,f(x)的取值越小,这表明,对于同样长度的区间,当区间远离μ时,X落在这个区间上的概率越小。

统计2:随机变量及其分布

结论:

x离μ越远,f(x)的取值越小,这表明,对于同样长度的区间,当区间远离μ时,X落在这个区间上的概率越小。

若 X~N(μ,σ2),那么随机变量X的期望和方差是:E(X)=μ,D(X)=σ2。

我们把μ = 0,σ = 1的正态分布是标准正态分布。

在自然和社会现象中,大量随机变量都服从或近似服从正态分布。

五,一维随机变量的函数的分布

定义 设X是随机变量,那么Y=g(X)是随机变量的函数;当X取值x时,Y取值g(x)。

如何计算Y的概率分布?可以通过随机变量X来计算Y的概率:

当已知X的分布律时,可以通过X的分布律来计算Y的分布律;

当已知X的分布函数时,可以通过X的分布函数来计算Y的分布函数;

当已知X的概率密度函数时,可以通过X的概率密度函数来计算Y的概率密度函数。

因此,Y是另一个随机变量,其概率可以由随机变量X来计算。

六,二维随机变量

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