【數學】1.分佈函數與概率密度函數

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隨機變量分爲離散型(discrete)、連續型(continuous);變量的取值來自一個集合,可以是有限集,也可以是無限集。對於無限集,可以是離散的,也可以是連續的,前者對應於整數集,後者對應於實數集。

隨機變量是取值有多種可能並且取每個值都有一個概率的變量。離散型隨機變量的取值爲有限個或者無限可列個(整數集是典型的無限可列),連續型隨機變量的取值爲無限不可列個(實數集是典型的無限不可列)。

1.離散型隨機變量的概率怎麼表示?

描述離散型隨機變量的概率分佈的工具是概率分佈表,它由隨機變量取每個值的概率p(x = xi )= pi依次排列組成。

它滿足:

下面是一個概率分佈表的例子:

表2.2 一個隨機變量的概率分佈表

2.連續型隨機變量的概率怎麼表示?

把分佈表推廣到無限情況,就可以得到連續型隨機變量的概率密度函數。此時,隨機變量取每個具體的值的概率爲0,但在落在每一點處的概率是有相對大小的,描述這個概念的,就是概率密度函數。你可以把這個想象成一個實心物體,在每一點處質量爲0,但是有密度,即有相對質量大小。

一個函數如果滿足如下條件,則可以稱爲概率密度函數:

這可以看做是離散型隨機變量的推廣,積分值爲1對應於取各個值的概率之和爲1。分佈函數是概率密度函數的變上限積分,它定義爲:

顯然這個函數是增函數,而且其最大值爲1。分佈函數的意義是隨機變量的概率。注意,連續型隨機變量取某一個值的概率爲0,但是其取值落在某一個區間的值可以不爲0:

雖然連續型隨機變量取一個值的概率爲0,但取各個不通過的值的概率還是有相對大小的,這個相對大小就是概率密度函數。這就好比一個物體,在任意一點處的質量爲0,但在這一點有密度值,密度值衡量了在各點處的質量的相對大小。

3.總結

分佈函數:它的意義是隨機變量的概率;

概率密度函數:隨機變量取每個具體的值的概率爲0,但在落在每一點處的概率是有相對大小的,描述這個概念的,就是概率密度函數。

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