符号

(I)(I)(I)(0-1)分布(离散型)

X∼B(1,p)X∼B(1,p)

X\sim B(1,p)
(II)(II)(II)伯努利试验,二项分布(离散型)

X∼B(n,p)X∼B(n,p)

X\sim B(n,p)
(III)(III)(III)泊松分布(离散型)

X∼π(λ)X∼π(λ)

X\sim \pi(\lambda)
(IV)(IV)(IV)几何分布(离散型)

X∼G(p)X∼G(p)

X\sim G(p)
(V)(V)(V)超几何分布(离散型)

X∼H(n,M,N)X∼H(n,M,N)

X\sim H(n,M,N)
(VI)(VI)(VI)均匀分布(连续型)

X∼U(a,b)X∼U(a,b)

X\sim U(a,b)
(VII)(VII)(VII)指数分布(连续型)

X∼E(θ)X∼E(θ)

X\sim E(\theta)
(VIII)(VIII)(VIII)正态分布(连续型)

X∼N(μ,σ2)X∼N(μ,σ2)

X\sim N(\mu,\sigma^2)
标准正态分布:

X∼N(0,1)X∼N(0,1)

X\sim N(0,1)

随机变量

定义:
设随机试验的样本空间S={e}.X=X(e)S={e}.X=X(e)S=\{e\}.X=X(e)是定义在样本空间SSS上的 实值单值函数。称X=X(e)" role="presentation" style="position: relative;">X=X(e)X=X(e)X=X(e)为 随机变量。
投掷一枚硬币三次,观察出现正面和反面的情况
样本空间是:

S={HHH,HHT,HTH,THH,HTT,THT,TTH,TTT}S={HHH,HHT,HTH,THH,HTT,THT,TTH,TTT}

S=\{HHH,HHT,HTH,THH,HTT,THT,TTH,TTT\}
以 XXX记三次投掷得到正面H" role="presentation" style="position: relative;">HHH的总数,那么对于样本空间 S={e}S={e}S=\{e\}中每一个样本点 eee,X" role="presentation" style="position: relative;">XXX都有一个数与之对应。 XXX是定义在样本空间S" role="presentation" style="position: relative;">SSS上的一个实值单值函数,他的定义域是样本空间 SSS,值域是实数集合{0,1,2,3}" role="presentation" style="position: relative;">{0,1,2,3}{0,1,2,3}\{0,1,2,3\},使用函数标记可以将 XXX写成:

X=X(e)={3,e=HHH2,e=HHT,HTH,THH1,e=HTT,THT,TTH0,e=TTT" role="presentation">X=X(e)=⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪3,2,1,0,e=HHHe=HHT,HTH,THHe=HTT,THT,TTHe=TTTX=X(e)={3,e=HHH2,e=HHT,HTH,THH1,e=HTT,THT,TTH0,e=TTT

X=X(e)=\left\{\begin{aligned}3,&e=HHH\\ 2,&e=HHT,HTH,THH\\ 1,&e=HTT,THT,TTH\\ 0,&e=TTT\\ \end{aligned}\right.

离散型随机变量及其分布律

有些随机变量,他的全部可能取值是有限个或者可列无限多个,这种随机变量称为离散型随机变量。
设离散型随机变量XXX的所有可能取值为xk(k=1,2,⋯)" role="presentation" style="position: relative;">xk(k=1,2,⋯)xk(k=1,2,⋯)x_k(k=1,2,\cdots),XXX取各个可能值得概率,即事件{X=xk}" role="presentation" style="position: relative;">{X=xk}{X=xk}\{X=x_k\}的概率,为

P{X=xk}=pk,k=1,2,⋯.(1)(1)P{X=xk}=pk,k=1,2,⋯.

P\{X=x_k\}=p_k,\quad k=1,2,\cdots.\tag{1}
由概率的定义, pkpkp_k满足如下两个条件:

1∘1∘1^{\circ},pk≥0,k=1,2,⋯;pk≥0,k=1,2,⋯;p_k\geq 0,\quad k=1,2,\cdots;
2∘2∘2^{\circ},∑k=1∞pk=1.∑k=1∞pk=1.\sum\limits_{k=1}^{\infty}p_k=1.

我们称(1)(1)(1)为离散型随机变量XXX的分布律。分布律也可以用表格的形式来表示

(I)" role="presentation" style="position: relative;">(I)(I)(I)(0-1)分布(离散型)

设随机变量XXX只可能取0" role="presentation" style="position: relative;">000与111两个值,它的分布律是

P{X=k}=pk(1−p)1−k,k=0,1(0&lt;p&lt;1)" role="presentation">P{X=k}=pk(1−p)1−k,k=0,1(0<p<1)P{X=k}=pk(1−p)1−k,k=0,1(0<p<1)

P\{X=k\}=p^k(1-p)^{1-k},k=0,1\quad (0

则称XXX服从以p" role="presentation" style="position: relative;">ppp为参数的(0−1)(0−1)(0-1)分布或两点分布。
(0−1)(0−1)(0-1)分布也可以写成

对于一个随机试验,如果它的样本空间只包含两个元素,即S={e1,e2}S={e1,e2}S=\{e_1,e_2\},我们总能在SSS上定义一个服从(0−1)" role="presentation" style="position: relative;">(0−1)(0−1)(0-1)分布的随机变量

X=X(e)={0,当e=e11,当e=e2X=X(e)={0,当e=e11,当e=e2

X=X(e)=\left\{\begin{aligned}0,当e=e_1\\1,当e=e_2\\\end{aligned}\right.

(II)(II)(II)伯努利试验,二项分布(离散型)

设试验EEE只有两个可能结果:A" role="presentation" style="position: relative;">AAA与A¯¯¯¯A¯\overline{A},则称EEE为伯努利试验(Bernoulli)试验。
。设P(A)=p(0&lt;p&lt;1)" role="presentation" style="position: relative;">P(A)=p(0<p<1)P(A)=p(0<p<1)P(A)=p(0

,此时P(A¯¯¯¯)=1−pP(A¯)=1−pP(\overline{A})=1-p.将EEE独立重复地进行n" role="presentation" style="position: relative;">nnn次,则称这一连串重复地独立试验为nnn重伯努利试验。
这里的重复是指在每次试验中P(A)=p" role="presentation" style="position: relative;">P(A)=pP(A)=pP(A)=p保持不变;
独立是指各次试验结果互不影响,即若以CiCiC_i记第iii次试验的结果,Ci" role="presentation" style="position: relative;">CiCiC_i为AAA或A¯,i=1,2,⋯,n." role="presentation" style="position: relative;">A¯¯¯¯,i=1,2,⋯,n.A¯,i=1,2,⋯,n.\overline{A},i=1,2,\cdots,n.
独立是指

P(C1C2⋯Cn)=P(C1)P(C2)⋯P(Cn)P(C1C2⋯Cn)=P(C1)P(C2)⋯P(Cn)

P(C_1C_2\cdots C_n)=P(C_1)P(C_2)\cdots P(C_n).

以XXX表示n" role="presentation" style="position: relative;">nnn重伯努利试验中事件AAA发生的次数,X" role="presentation" style="position: relative;">XXX是一个随机变量,我们求它的分布律。XXX的所有可能取值为0,1,2,⋯,n." role="presentation" style="position: relative;">0,1,2,⋯,n.0,1,2,⋯,n.0,1,2,\cdots,n.由于各次试验是相互独立的,因此事件AAA在指定的k(0≤k≤n)" role="presentation" style="position: relative;">k(0≤k≤n)k(0≤k≤n)k(0\leq k\leq n)次试验中发生,在其他n−kn−kn-k次试验中AAA不发生的概率为

p⋅p⋅ ⋯ ⋅p⏟k⋅(1−p)⋅(1−p)⋅ ⋯ ⋅(1−p)⏟(n-k)=pk(1−p)n−k" role="presentation">p⋅p⋅ ⋯ ⋅pk⋅(1−p)⋅(1−p)⋅ ⋯ ⋅(1−p)(n-k)=pk(1−p)n−kp⋅p⋅ ⋯ ⋅p⏟k⋅(1−p)⋅(1−p)⋅ ⋯ ⋅(1−p)⏟(n-k)=pk(1−p)n−k

\underbrace{p\cdot p\cdot\space\cdots\space\cdot p}_{\text{k}} \cdot\underbrace{(1-p)\cdot(1-p)\cdot\space\cdots\space\cdot(1-p)}_{\text{(n-k)}}=p^k(1-p)^{n-k}
这种指定的方式共有(nk)(nk)\begin{pmatrix}n\\ k\\\end{pmatrix}种,它们是两两互不相容的,故在nnn次试验中A" role="presentation" style="position: relative;">AAA发生kkk次的概率是(nk)pk(1−p)n−k" role="presentation" style="position: relative;">(nk)pk(1−p)n−k(nk)pk(1−p)n−k\begin{pmatrix}n\\ k\\\end{pmatrix}p^k(1-p)^{n-k},记q=1−pq=1−pq=1-p,即有

P{X=k}=(nk)pk(1−p)n−k,k=0,1,2,⋯,n.P{X=k}=(nk)pk(1−p)n−k,k=0,1,2,⋯,n.

P\{X=k\}=\begin{pmatrix}n\\ k\\\end{pmatrix}p^k(1-p)^{n-k},k=0,1,2,\cdots,n.
显然:

P{X=k}≥0,k=0,1,2,⋯,n;P{X=k}≥0,k=0,1,2,⋯,n;

P\{X=k\}\geq0,k=0,1,2,\cdots,n;

∑k=0nP{X=k}=∑k=0n(nk)pk(1−p)n−k=(p+q)n=1∑k=0nP{X=k}=∑k=0n(nk)pk(1−p)n−k=(p+q)n=1

\sum_{k=0}^{n}P\{X=k\}=\sum_{k=0}^{n}\begin{pmatrix}n\\ k\\\end{pmatrix}p^k(1-p)^{n-k}=(p+q)^n=1
所以P{X=k}P{X=k}P\{X=k\}满足条件1∘,2∘1∘,2∘1^{\circ},2^{\circ},注意到(nk)pkqn−k(nk)pkqn−k\begin{pmatrix}n\\ k\\\end{pmatrix}p^kq^{n-k}刚好是二项式(p+q)n(p+q)n(p+q)^n的展开式中pkpkp^k的那一项,我们称变量XXX服从参数为n,p" role="presentation" style="position: relative;">n,pn,pn,p的二项分布,并记为X∼b(n,p)X∼b(n,p)X\sim b(n,p).
特别的,当n=1n=1n=1时二项分布化为

P{X=k}=pkq1−k,k=0,1P{X=k}=pkq1−k,k=0,1

P\{X=k\}=p^kq^{1-k},k=0,1
这就是(0−1)分布(0−1)分布(0-1)分布.

(III)(III)(III)泊松分布(离散型)

设随机变量XXX所有可能取值为0,1,2,⋯" role="presentation" style="position: relative;">0,1,2,⋯0,1,2,⋯0,1,2,\cdots,而取各个值得概率是

P{X=k}=λke−λk!,k=0,1,2,⋯P{X=k}=λke−λk!,k=0,1,2,⋯

P\{X=k\}=\dfrac{\lambda^ke^{-\lambda}}{k!},k=0,1,2,\cdots
其中λ>0λ>0\lambda>0是常数。则称XXX是服从参数λ" role="presentation" style="position: relative;">λλ\lambda的泊松分布,记为X∼π(λ)X∼π(λ)X\sim \pi(\lambda)
对于条件1∘,2∘1∘,2∘1^{\circ},2^{\circ}
P{X=k}≥0,k=0,1,2,⋯P{X=k}≥0,k=0,1,2,⋯P\{X=k\}\geq0,k=0,1,2,\cdots且有

∑k=0∞P{X=k}=∑k=0∞λke−λk!=e−λ∑k=0∞λkk!=e−λ⋅eλ=1∑k=0∞P{X=k}=∑k=0∞λke−λk!=e−λ∑k=0∞λkk!=e−λ⋅eλ=1

\sum_{k=0}^{\infty}P\{X=k\}=\sum_{k=0}^{\infty}\dfrac{\lambda^ke^{-\lambda}}{k!}=e^{-\lambda}\sum_{k=0}^{\infty}\dfrac{\lambda^k}{k!}=e^{-\lambda}\cdot e^{\lambda}=1

泊松定理

设λ>0λ>0\lambda>0是一个常数,nnn是任意正整数,设npn=λ" role="presentation" style="position: relative;">npn=λnpn=λnp_n=\lambda,则对任意一个固定的非负整数kkk,有

limn→∞(nk)pnk(1−pn)n−k=λke−λk!" role="presentation">limn→∞(nk)pkn(1−pn)n−k=λke−λk!limn→∞(nk)pnk(1−pn)n−k=λke−λk!

\lim_{n\rightarrow\infty}\begin{pmatrix}n\\ k\\\end{pmatrix}p_{n}^{k}(1-p_{n})^{n-k}=\dfrac{\lambda^ke^{-\lambda}}{k!}
证:
由pn=λnpn=λnp_n=\dfrac{\lambda}{n}有

(nk)pkn(1−pn)n−k=n(n−1)⋯(n−k+1)k!(λn)k(1−λn)n−k=λkk![1⋅(1−1n)⋯(1−k−1n)](1−λn)n(1−λn)−k(nk)pnk(1−pn)n−k=n(n−1)⋯(n−k+1)k!(λn)k(1−λn)n−k=λkk![1⋅(1−1n)⋯(1−k−1n)](1−λn)n(1−λn)−k

\begin{aligned}\begin{pmatrix}n\\ k\\\end{pmatrix}p_{n}^{k}(1-p_{n})^{n-k}&=\dfrac{n(n-1)\cdots(n-k+1)}{k!}\left(\dfrac{\lambda}{n}\right)^k\left(1-\dfrac{\lambda}{n}\right)^{n-k}\\ &=\dfrac{\lambda^k}{k!}[1\cdot(1-\dfrac{1}{n})\cdots(1-\dfrac{k-1}{n})]\left(1-\dfrac{\lambda}{n}\right)^{n}\left(1-\dfrac{\lambda}{n}\right)^{-k}\\ \end{aligned}
对任意固定的kkk,当n→∞" role="presentation" style="position: relative;">n→∞n→∞n\rightarrow\infty

1⋅(1−1n)⋯(1−k−1n)→1,(1−λn)n→e−λ,(1−λn)−k→1.1⋅(1−1n)⋯(1−k−1n)→1,(1−λn)n→e−λ,(1−λn)−k→1.

1\cdot(1-\dfrac{1}{n})\cdots(1-\dfrac{k-1}{n})\rightarrow1,\left(1-\dfrac{\lambda}{n}\right)^{n}\rightarrow e^{-\lambda},\left(1-\dfrac{\lambda}{n}\right)^{-k}\rightarrow1.
故有:

limn→∞(nk)pkn(1−pn)n−k=λke−λk!limn→∞(nk)pnk(1−pn)n−k=λke−λk!

\lim_{n\rightarrow\infty}\begin{pmatrix}n\\ k\\\end{pmatrix}p_{n}^{k}(1-p_{n})^{n-k}=\dfrac{\lambda^ke^{-\lambda}}{k!}

(IV)(IV)(IV)几何分布(离散)

如果XXX的概率分布为P{X=k}=qk−1p(k=1,2⋯;0&lt;p&lt;1;q=1−p)" role="presentation" style="position: relative;">P{X=k}=qk−1p(k=1,2⋯;0<p<1;q=1−p)P{X=k}=qk−1p(k=1,2⋯;0<p<1;q=1−p)P\{X=k\}=q^{k-1}p(k=1,2\cdots;0

则称XXX服从参数为P" role="presentation" style="position: relative;">PPP的几何分布,记为X∼G(p)X∼G(p)X\sim G(p)

(V)(V)(V)超几何分布(离散)

从一个有限总体中进行不放回抽样常会遇到超几何分布
设由NNN个产品组成的总体,其中含有M" role="presentation" style="position: relative;">MMM个不合格品,若从中随机不放回地抽取nnn个,其中含有不合格的产品个数X" role="presentation" style="position: relative;">XXX是一个离散型随机变量,假如n≤Mn≤Mn\leq M,则XXX的可能取值为0,1,⋯,n" role="presentation" style="position: relative;">0,1,⋯,n0,1,⋯,n0,1,\cdots,n;若XXX可能取值0,1,⋯,M" role="presentation" style="position: relative;">0,1,⋯,M0,1,⋯,M0,1,\cdots,M由古典方法

P{X=x}=CxMCn−xN−MCnN(*)(*)P{X=x}=CMxCN−Mn−xCNn

P\{X=x\}=\dfrac{C_{M}^{x}C_{N-M}^{n-x}}{C_{N}^{n}}\tag{*}
由组合等式

∑x=0rCxMCn−xN−M=CnN∑x=0rCMxCN−Mn−x=CNn

\sum_{x=0}^{r}C_{M}^{x}C_{N-M}^{n-x}=C_{N}^{n}
可以看出上述的概率之和为111,即∑x=0rP{X=x}=1" role="presentation" style="position: relative;">∑rx=0P{X=x}=1∑x=0rP{X=x}=1\sum_{x=0}^{r}P\{X=x\}=1故∗∗*式所表示的一组概率构成一个概率分布,这个分布称为超几何分布
它含有三个参数N,M,n" role="presentation" style="position: relative;">N,M,nN,M,nN,M,n记为X∼H(n,N,M)X∼H(n,N,M)X\sim H(n,N,M)
数学期望
若X∼H(n,N,M)X∼H(n,N,M)X\sim H(n,N,M),则数学期望为

E(X)=∑x=0rxCxMCn−xN−MCnN=nMN∑x=1rCx−1M−1Cn−xN−MCn−1N−1=nMNE(X)=∑x=0rxCMxCN−Mn−xCNn=nMN∑x=1rCM−1x−1CN−Mn−xCN−1n−1=nMN

E(X)=\sum_{x=0}^{r}x\dfrac{C_{M}^{x}C_{N-M}^{n-x}}{C_{N}^{n}}=\dfrac{nM}{N}\sum_{x=1}^{r}\dfrac{C_{M-1}^{x-1}C_{N-M}^{n-x}}{C_{N-1}^{n-1}}=\dfrac{nM}{N}
当n≪Nn≪Nn\ll N(即抽取个数nnn远远小于产品数N" role="presentation" style="position: relative;">NNN)时,每次抽取后,总体中不合格品率p=MNp=MNp=\dfrac{M}{N}改变非常小,这时候的不放回抽样可以看成是放回抽样,这时候超几何分布可以用二项分布来近似。

随机变量的分布函数

设XXX是一个随机变量,x" role="presentation" style="position: relative;">xxx是任意实数,函数

F(x)=P{X≤x},−∞<x<+∞F(x)=P{X≤x},−∞<x<+∞

F(x)=P\{X\leq x\},-\infty
称为XXX的分布函数。
对于任意实数x1,x2,(x1&lt;x2)" role="presentation" style="position: relative;">x1,x2,(x1<x2)x1,x2,(x1<x2)x_1,x_2,(x_1,有

P{x1<X≤x2}=P{X≤x2}−P{X≤x1}=F(x2)−F(x1)(A)(A)P{x1<X≤x2}=P{X≤x2}−P{X≤x1}=F(x2)−F(x1)

\begin{aligned}P \{x_1
因此如果已知XXX的分布函数,我们就知道X" role="presentation" style="position: relative;">XXX落在区间(x1,x2](x1,x2](x_1,x_2]上的概率。
如果将XXX看成是数轴上的随机点的坐标,那么,分布函数F(x)" role="presentation" style="position: relative;">F(x)F(x)F(x)在xxx处的函数值就表示X" role="presentation" style="position: relative;">XXX落在区间D(−∞,x](−∞,x](-\infty,x]上的概率。
分布函数F(x)F(x)F(x)具有以下的基本性质:

1∘1∘1^{\circ}:
F(x)F(x)F(x)是一个不减函数
事实上式(A)(A)(A)对于任意的实数x1,x2(x1<x2)x1,x2(x1<x2)x_1,x_2(x_1,有

F(x2)−F(x1)=P{x1<X≤x2}≥0F(x2)−F(x1)=P{x1<X≤x2}≥0

F(x_2)-F(x_1)=P\{x_1
2∘2∘2^{\circ}:
0≤F(x)≤10≤F(x)≤10\leq F(x)\leq1,且

F(−∞)=limx→−∞F(x)=0,F(∞)=limx→∞F(x)=1F(−∞)=limx→−∞F(x)=0,F(∞)=limx→∞F(x)=1

F(-\infty)=\lim_{x\rightarrow-\infty}F(x)=0,F(\infty)=\lim_{x\rightarrow\infty}F(x)=1
3∘3∘3^{\circ}:
F(x+0)=F(x)F(x+0)=F(x)F(x+0)=F(x)

连续型随机变量概率密度

如果对于随机变量XXX的分布函数F(x)" role="presentation" style="position: relative;">F(x)F(x)F(x),存在非负可积函数f(x)f(x)f(x),对于任意实数xxx有

F(x)=∫−∞xf(t)dt" role="presentation">F(x)=∫x−∞f(t)dtF(x)=∫−∞xf(t)dt

F(x)=\int_{-\infty}^{x}f(t)\mathbb{d}t
则称XXX为连续型随机变量,f(x)" role="presentation" style="position: relative;">f(x)f(x)f(x)称为XXX的概率密度函数,简称概率密度
概率密度函数的性质:

1∘" role="presentation" style="position: relative;">1∘1∘1^{\circ}:

f(x)≥0;f(x)≥0;

f(x)\geq0;
2∘2∘2^{\circ}:

∫+∞−∞f(x)dx=1∫−∞+∞f(x)dx=1

\int_{-\infty}^{+\infty}f(x)\mathbb{d}x=1
3∘3∘3^{\circ}:对于任意实数x1,x2(x1≤x2)x1,x2(x1≤x2)x_1,x_2(x_1\leq x_2),

P{x1<X≤x2}=F(x2)−F(x1)=∫x2x1f(x)dxP{x1<X≤x2}=F(x2)−F(x1)=∫x1x2f(x)dx

P\{x_1
4∘4∘4^{\circ}:若f(x)f(x)f(x)在点xxx处连续,则有F′(x)=f(x)" role="presentation" style="position: relative;">F′(x)=f(x)F′(x)=f(x)F^{'}(x)=f(x)

若f(x)f(x)f(x)具备性质1∘,2∘1∘,2∘1^{\circ},2^{\circ},引入G(x)=∫x−∞f(t)dtG(x)=∫−∞xf(t)dtG(x)=\int_{-\infty}^{x}f(t)\mathbb{d}t,它是某一随机变量XXX分布函数,f(x)" role="presentation" style="position: relative;">f(x)f(x)f(x)是XXX的概率密度。

三个重要的连续型随机变量

(VI)" role="presentation" style="position: relative;">(VI)(VI)(VI)均匀分布(连续型)

若连续型随机变量XXX具有概率密度

f(x)={1b−a,a&lt;x&lt;b0,其他" role="presentation">f(x)=⎧⎩⎨1b−a0,a<x<b,其他f(x)={1b−a,a<x<b0,其他

f(x)=\left\{\begin{aligned}&\dfrac{1}{b-a}&,a
则称XXX在区间(a,b)" role="presentation" style="position: relative;">(a,b)(a,b)(a,b)上服从均匀分布。记为X∼U(a,b)X∼U(a,b)X\sim U(a,b)

分布函数

F(x)=⎧⎩⎨⎪⎪⎪⎪0x−ab−a1,x<a,a≤x<b,x≥bF(x)={0,x<ax−ab−a,a≤x<b1,x≥b

F(x)=\left\{\begin{aligned} &0&,x

(VII)(VII)(VII)指数分布(连续型)

若连续型随机变量XXX具有概率密度

f(x)={1θe−x/θ,x&gt;00,其他" role="presentation">f(x)=⎧⎩⎨1θe−x/θ0,x>0,其他f(x)={1θe−x/θ,x>00,其他

f(x)=\left\{\begin{aligned}&\dfrac{1}{\theta}e^{{-x}/{\theta}}&,x>0\\ &0&,其他\\ \end{aligned}\right.
分布函数

F(x)={1−e−x/θ0,x>0,其他F(x)={1−e−x/θ,x>00,其他

F(x)=\left\{\begin{aligned}&1-e^{-x/\theta}&,x>0\\ &0&,其他\\ \end{aligned}\right.

无记忆性:
对于任意的s,t>0s,t>0s,t>0,有

P{X>s+t∣X>s}=P{X>t}P{X>s+t∣X>s}=P{X>t}

P\{X>s+t\mid X>s\}=P\{X>t\}

P{X>s+t∣X>s}=P{(X>s+t)∩(X>s)}P{X>t}=P{X>s+t}P{X>t}=1−F(s+t)1−F(s)=e−(s+t)/θe−s/θ=e−t/θ=P{X>t}P{X>s+t∣X>s}=P{(X>s+t)∩(X>s)}P{X>t}=P{X>s+t}P{X>t}=1−F(s+t)1−F(s)=e−(s+t)/θe−s/θ=e−t/θ=P{X>t}

\begin{aligned}P\{X>s+t\mid X>s\}&=\dfrac{P\{(X>s+t)\cap(X>s)\}}{P\{X>t\}}\\ &=\dfrac{P\{X>s+t\}}{P\{X>t\}}=\dfrac{1-F(s+t)}{1-F(s)}\\ &=\dfrac{e^{-(s+t)/\theta}}{e^{-s/\theta}}=e^{-t/\theta}\\ &=P\{X>t\}\\ \end{aligned}

(VIII)(VIII)(VIII)正态分布(连续型)

若连续型随机变量XXX具有概率密度

f(x)=12πσe−(x−μ)22σ2,−∞&lt;x&lt;+∞" role="presentation">f(x)=12π−−√σe−(x−μ)22σ2,−∞<x<+∞f(x)=12πσe−(x−μ)22σ2,−∞<x<+∞

f(x)=\dfrac{1}{\sqrt{2\pi}\sigma}e^{-\dfrac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}},-\infty
其中μ,σ(σ>0)μ,σ(σ>0)\mu,\sigma(\sigma>0)为常数,则称XXX服从参数为μ,σ" role="presentation" style="position: relative;">μ,σμ,σ\mu,\sigma的正态分布或高斯分布,记为X∼N(μ,σ2)X∼N(μ,σ2)X\sim N(\mu,\sigma^2)
相关性质:

1∘1∘1^{\circ}:曲线关于x=μx=μx=\mu对称,这表明对于任意h>0h>0h>0有

P{μ−h<X≤μ}=P{μ<X≤μ+h}P{μ−h<X≤μ}=P{μ<X≤μ+h}

P\{\mu-h
2∘2∘2^{\circ}:当x=μx=μx=\mu时取到最大值

f(μ)=12π−−√σf(μ)=12πσ

f(\mu)=\dfrac{1}{\sqrt{2\pi}\sigma}

分布函数

F(x)=12π−−√σ∫x−∞e−(t−μ)22σ2dtF(x)=12πσ∫−∞xe−(t−μ)22σ2dt

F(x)=\dfrac{1}{\sqrt{2\pi}\sigma}\int_{-\infty}^{x}e^{-\dfrac{(t-\mu)^2}{2\sigma^2}}\mathbb{d}t

标准正态分布
特别当μ=0,σ=1μ=0,σ=1\mu=0,\sigma=1时称变量XXX服从标准正态分布,其概率密度和分布函数分别用ϕ(x),Φ(x)" role="presentation" style="position: relative;">ϕ(x),Φ(x)ϕ(x),Φ(x)\phi(x),\Phi(x)表示,既有:

ϕ(x)=12π−−√e−x2/2Φ(x)=12π−−√∫x−∞e−t2/2dt容易得到:Φ(−x)=1−Φ(x)ϕ(x)=12πe−x2/2Φ(x)=12π∫−∞xe−t2/2dt容易得到:Φ(−x)=1−Φ(x)

\phi(x)=\dfrac{1}{\sqrt{2\pi}}e^{-x^2/2}\\ \Phi(x)=\dfrac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\infty}^{x}e^{-t^2/2}\mathbb{d}t\\ 容易得到:\Phi(-x)=1-\Phi(x)
引理:
若X∼N(μ,σ2)X∼N(μ,σ2)X\sim N(\mu,\sigma^2),则Z=X−μσ∼N(0,1)Z=X−μσ∼N(0,1)Z=\dfrac{X-\mu}{\sigma}\sim N(0,1)
证:

P{Z≤x}令:t−μσ=u,得P{Z≤x}=P{X−μσ≤x}=P{X≤μ+σx}=12π−−√∫μ+σx−∞e−(t−μ)22σ2dt=12π−−√∫x−∞e−u2/2du=Φ(x)P{Z≤x}=P{X−μσ≤x}=P{X≤μ+σx}=12π∫−∞μ+σxe−(t−μ)22σ2dt令:t−μσ=u,得P{Z≤x}=12π∫−∞xe−u2/2du=Φ(x)

\begin{aligned}P\{Z\leq x\}&=P\left\{\dfrac{X-\mu}{\sigma}\leq x\right\}\\ &=P\{X\leq \mu+\sigma x\}\\ &=\dfrac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\infty}^{\mu+\sigma x}e^{-\dfrac{(t-\mu)^2}{2\sigma^2}}\mathbb{d}t\\ 令:\dfrac{t-\mu}{\sigma}=u,得\\ P\{Z\leq x\}&=\dfrac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\infty}^{x}e^{-u^2/2}\mathbb{d}u=\Phi(x)\\ \end{aligned}

随机变量及其分布和几种常见分布相关推荐

  1. 7种常见分布的数学期望及其证明

    1.数学期望 (1)数学期望定义 离散型随机变量数学期望 定义1 设离散型随机变量 X X X的分布律为 P ( X = x i ) = p i , i = 1 , 2... P(X=x_i)=p_i ...

  2. PT_随机变量离散型随机变量及其常见分布(二项分布/Possion分布)

    文章目录 随机变量&离散型随机变量及其常见分布 随机变量的一些特点 随机变量的分类 离散型 离散型随机变量 主要问题 分布律(概率分布) 离散型随机变量的性质 例

  3. 一维随机变量的常见分布、期望、方差及其性质与推导过程

    文章目录 必须知道的概率论知识 一维变量 离散随机变量 def 常见分布 几何分布 期望 方差 二项分布--b(n,p) 期望 方差 泊松分布-- P ( λ ) P(\lambda)

  4. 机器学习数学基础:常见分布与假设检验

    ↑↑↑关注后"星标"Datawhale 每日干货 & 每月组队学习,不错过 Datawhale干货 作者:吴忠强,Datawhale优秀学习者,东北大学 所谓机器学习和深 ...

  5. python所有算法_Python实现的各种常见分布算法示例

    本文实例讲述了Python实现的各种常见分布算法.分享给大家供大家参考,具体如下: #-*- encoding:utf-8 -*- import numpy as np from scipy impo ...

  6. 数据挖掘之数理统计与常见分布与假设检验

    1 一般随机变量 1.1 随机变量的两种类型 根据随机变量可能取值的个数分为离散型(取值有限)和连续型(取值无限)两类. 1.2 离散型随机变量 对于离散型随机变量,使用概率质量函数(probabil ...

  7. python求伽马分布模型参数_Python实现的各种常见分布算法示例

    本文实例讲述了Python实现的各种常见分布算法.分享给大家供大家参考,具体如下: #-*- encoding:utf-8 -*- import numpy as np from scipy impo ...

  8. 概率统计基础(三):常见分布与假设检验

    这次概率统计学习基于:Datawhale概率统计组队学习文档 1. 写在前面 这次借着在Datawhale组织的概率统计专题学习的机会再重新温习一遍数学基础,所谓机器学习和深度学习, 背后的逻辑都是数 ...

  9. 概率统计(三)常见分布与假设检验

    常见分布与假设检验 一.一般随机变量 二.常见分布 1.离散型分布 (1)二项分布 (2)泊松分布 (3)几何分布 (4)负二项分布 (5)超几何分布 2.连续型分布 (1)均匀分布 (2)正态分布 ...

最新文章

  1. xtrabackup-工作原理
  2. 解决Ubuntu下gedit中文乱码
  3. netflix ribbon概述
  4. HashMap和LinkedHashMap的比较使用
  5. 基于任务分析的非递归遍历二叉树
  6. 解决vue项目首页加载过慢的情况
  7. LeetCode 股票问题买股票最佳时机ⅠⅡⅢⅣ 含手续费含冷冻期
  8. 《30而已》烂尾,如果这样卖空山茶,顾佳会逆袭
  9. python猜数字十次_python之经典猜数字
  10. 华为云容器镜像服务 SWR 加速镜像的拉取和推送
  11. 无人机遥感图像语义分割数据集UAVid使用
  12. 基于Spring事件模型实现观察者模式的工程实践
  13. Vscode上传代码至Github(2 ways)
  14. 帆软相同列合并_合并报表软件有哪些深受欢迎
  15. 环境综合传感监控系统、智慧城市、智慧工地、情报分析系统、探针人流、预警系统、监控列表、mac人库、气象监测、探针分析、渣土受纳、扬尘、噪声、建筑工地、图像证据库、图像记录、地图监视、行为预测、行为轨迹
  16. 10大美术总监告诉你:怎么样才能“勾引”到好美术?
  17. mysql导入数据 导出数据系列语句
  18. CentOS7和CentOS8 FreeSWITCH 1.10.7 简单图形化界面7-内网的鼎兴通达FXO网关注册到公网的FreeSWITCH
  19. moba游戏研发_为什么像英雄联盟这样的MOBA游戏如此受欢迎?
  20. 众享比特未来融合研究院作为协会会员参加苏州市区块链技术和产业协会第一届第二次会员大会

热门文章

  1. 不懂的各类名词,以及学到的方法
  2. 决策树,信息熵,信息增益计算----机器学习
  3. dataworks学习--数据开发流程
  4. matlab三次多样式对函数拟合,三次多样式样条函数债券
  5. 实验三:py实现级数展开
  6. Rosetta 蛋白抗体设计有困难?小白速看
  7. As Easy as CAB(2016 ICPC Mid-Central USA Region)
  8. ajax完整功能框架
  9. 4级英语战败,好好反思,下次再战!!!
  10. 进入造车最为关键的一年,拜腾汽车有哪些值得我们期待?CEO毕福康又如何回应?... 1