概率分布
定义1
如果随机变量X只可能取有限个或至多可列个值,则称X为离散型随机变量。
定义2
设X为离散型随机变量,它的一切可能取值为X1,X2,……,Xn,……,记
P=P{X=xn},n=1,2...
称上式为X的概率函数,又称为X的概率分布,简称分布。
性质
内容
离散型随机变量的概率分布有两条基本性质:
(1)Pn≥0 n=1,2,…
(2)∑pn=1
释义
对于集合{xn,n=1,2,……}中的任何一个子集A,事件“X在A中取值”即“X∈A”的概率为
P{X∈A}=∑Pn
特别的,如果一个试验所包含的事件只有两个,其概率分布为
P{X=x1}=p(0≤p≤1)
P{X=x2}=1-p=q
这种分布称为两项分布。 如果x1=1,x2=0,有
P{X=1}=p
P{X=0}=q
这时称X服从参数为p的
0-1分布,它是离散型随机变量分布中最简单的一种。由于是数学家伯努利最先研究发现的,为了纪念他,我们也把服从这种分布的试验叫伯努利试验。习惯上,把伯努利的一种结果称为“成功”,另一种称为“失败”。
随机变量
1、0-1分布(伯努利实验-二项分布)
分布列如下:
分布列如下:
应用范围
自变量的变换、卷积和、
傅里叶级数、
傅里叶变换、
Z变换连续型随机变量
数学定义
对于随机变量X,若存在一个非负的
可积函数f(x),使得对任意实数x,有
则称X为
连续性随机变量。其中f(x)为X的概率分布密度函数,简称
概率密度记为X~f(x)。
相关性质
由定义可知,
3.对于任意两个实数x1,x2(假设x1≤x2),都有:
X取任一指定实数值a的概率,
,这样在计算连续性随机变量落在某一区间的概率时,可以不必区分该区间是
开区间还是
闭区间。有
尽管P{X=a}=0,但{X=a}并不是
不可能事件。同样,一个事件的概率为1,并不意味这个事件一定是
必然事件。当提到一个随机变量X的
概率分布,指的是它的
分布函数,当X是连续型时指的是它的
概率密度,当X是
离散型时指的是它的分布律。
主要区别
当随机变量的可取值全体为一
离散集时称其为离散型随机变量,否则称其为非离散型随机变量,这是很大的一个类,其中有一类是极其常见的,随机变量的取值为一(n)维
连续空间,称其为
连续型随机变量。
概念辨析
能按一定次序一一列出,其
值域为一个或若干个有限或无限区间,这样的随机变量称为离散型随机变量。离散型随机变量与连续型随机变量也是由随机变量
取值范围(或说成取值的形式)确定,变量取值只能取离散型的
自然数,就是离散型随机变量。
实例
比如,一次掷20个硬币,k个硬币正面朝上,
k是随机变量,
k的取值只能是自然数0,1,2,…,20,而不能取小数3.5、无理数√20……
因而k是离散型随机变量。
再比如,掷一个骰子,令X为
掷出的结果,则只会有1,2,3,4,5,6这六种结果,而掷出3.3333是不可能的。
因而X也是离散型随机变量。
如果变量可以在某个区间内取任一实数,即变量的取值可以是连续的,这随机变量就称为
连续型随机变量。
比如,公共汽车每15分钟一班,某人在站台等车时间x是个随机变量,
x的取值范围是[0,15],它是一个区间,从理论上说在这个区间内可取任一实数3分钟、5分钟7毫秒、7√2分钟,在这十五分钟的
时间轴上任取一点,都可能是等车的时间,因而称这随机变量是
连续型随机变量。