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基础30讲-概率论与数理统计-ch2-一维随机变量及其分布

zy2022

概率论与数理统计

一维随机变量及其分布

p448

$\sharp$ 学科有研究对象和研究工具

  • 数学上,研究对象(统一化,数字化)

  • (如上图)随机变量: 定义在样本空间上,取值在实数轴上的函数交随机变量$(r,v)\qquad X=X(\Omega)$

离散和连续随机变量的对比

八大分布是结构性知识

$f(x)\text{(密度)可以唯一确定}F(x)\text{(分布函数)}$,反之不然

  • f(x)改变有限个值不改变,F(x)的值,在定积分里面学的

一维随机变量

概念

分布函数

分布函数的定义域一定是整个实数轴,x取遍$-\infty$导$+\infty$

研究范围从$\emptyset$(空集)一直到$\Omega$(全集)

概念
性质
  • 单调不减
  • 右连续(左空心右实心)(体现在题目上:等号跟着大于号,即例如$0 \leq x< 1$)
  • 极限状态
  • 有界性

应用——求概率

  • 证明

a-0相当于左极限值

一维离散型随机变量

如果随机变量X只可能取有限个或可列个值,则称X为离散型随机变量

$X \backsim p_i$念作X服从$p_i$

需要掌握的知识点:

  • 定义
  • 所有概率加起来为1(归一性)
  • 求一点函数的概率
  • 求区间函数的概率

分布律

分布列,分布律,概率分布

性质

应用—求概率

五大分布

0-1分布$B(1,p)$

即 $P\lbrace X=1 \rbrace=p,P\lbrace X=0 \rbrace =1-p$,称 $X$ 服从参数 $p$的0-1分布,记为 $X \backsim B(1,p)$

图片要点
独立实验
独立重复试验
伯努利试验
例子:投篮
二项分布$B(n,p)$

$P\lbrace X \rbrace = C_n^kp^k(1-p)^{n-k}$,称$B(n,p)$

泊松分布$P(\lambda)$

念作$X$服从参数为$\lambda$的泊松分布

$\lambda$是强度

作用:某场合某单位时间内源源不断的质点来流的个数。

  • 例子:超市 8.00-9.00 源源不断的 客户来的个数
  • 例子:节假日的人流

注意:也可用来研究稀有事件发生的概率

几何分布$G(p)$

首中即停

意义:

  • 首次出现故障就停止,广泛应用在寿命分布中
  • 守株待兔
超几何分布$H(n,N,M)$

古典概型的一种特殊情况

图片要点
一个例子解释超几何分布

一维连续型随机变量

$X \backsim F(x)$ $\buildrel \rm \Delta \over{=}$ $p \lbrace X \leq x\rbrace=\int_{-\infty}^xf(t)dt$

  • 被积函数是可积函数,其被积函数必然连续

需要掌握的知识点:

  • 定义
  • 所有概率加起来为1(归一性)
  • 求一点函数的概率
  • 求区间函数的概率

概率密度

性质

应用-求概率

三大分布

均匀分布

相当于几何概型的一维情形

图片要点

均匀分布的定义

高级说法:$X\text{在}I$上的任一子区间取值的概率与该子区间长度成正比$\implies$ $X \backsim U(I)$

指数分布
图片要点

指数分布的定义

等待型分布(几何分布也是)

  • 几何分布:离散
  • 指数分布:联系

$\lambda$是机器坏的失效率,兔子来撞树

正态分布
图片要点

正态分布概率密度
图片要点

标准正态分布
图片要点
上$\alpha$分位点($\mu\alpha$),右侧围出$\alpha$时,对应的点$\mu\alpha$是多少
图片要点
1.把正态分布标准化
2.用上$\alpha$的推导画图研究
3.正态分布的范围转化为标准正态分布的范围
正态分布的数字特征

一维随机变量函数的分布

图片要点
引论,射击游戏的积分制度

离散型→离散型

连续型→连续型(混合型)

解题步骤