2.1 随机变量

将描述事件性质的语言转化为数学的语言
设定一个函数,将样本空间里的样本点一一映射到数轴上
定义: 为定义在样本空间S上的实值单值函数,,则称为随机变量,它的值由样本点来确定。
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常见的两类随机变量:
  1. 离散型
    1. 随机变量的所有可能的取值为有限个或者可列
  1. 连续型
    1. 任何一点处的概率密度都是零;

  1. 既不离散又不连续型

2.2离散型随机变量及其分布

定义:取值至多为可数的随机变量为离散型随机变量。
离散随机变量的概率分布律为:
  1. 列表法
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  1. 解析法
这里的P就是随机变量(不是X)

概率分布律的性质:
  1. 恒正性
  1. 归一性(常用于无穷可列的类型,相当于一个额外的条件,用于求解题目中的一个未知量)
对于无穷可列的模型,则有:
建立离散性随机变量:
  1. 写出所有可能取值
  1. 写出所有可能取值对应的概率

例1 泊松分布的推导。一个随机变量的分布律如下式所示,求c
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例2 幂级数求和
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几个重要的离散型随机变量

0-1分布(单重伯努利试验)

伯努利试验:
只有两个可能结果的试验
X的分布律为:

二项分布(n重伯努利试验)

n重伯努利试验:
伯努利试验独立地重复n次
X的分布律为:

例3 熟悉计算器的使用(考试可以用计算器的,敲的速度很重要)
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泊松分布

X服从参数为的泊松分布,记为,随机变量X的概率分布律为:

直接代数字就可,所以没有放例题……(真没啥)

二项分布和泊松分布的近似:
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注意:
考试中二项分布和泊松分布是分开来考查的;也就是说题目没有明确要求的情况下不要随意作近似!

2.3 随机变量的分布函数

分布函数定义:

随机变量X,对任意实数x,称函数为X的分布函数。
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任何随机变量都有相应的分布函数
定义域:整个实数域

F(x)的性质

  1. 单调递增,
      1. 值得说明的是:
        总结说来还是注意等号的位置
  1. 分布函数是右连续的
    1. 这个结论是根据原始定义产生的;因为定义中不等号取到了右边

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方法:用离散的随机变量X去分割定义域
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例 考察分布函数的概念和性质
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A,部分区间上单调递减
B,符合所有性质
C,x=2处右连续不成立
D,x=2处右连续不成立;而且最后概率大于1
判断一个函数能否被称为分布函数需要判断上面提到的每一条性质

2.4 连续型随机变量及其分布律

定义:对于随机变量X的分布函数F(x),若存在非负的概率密度函数,使对于任意实数x,有:
则称X为连续型随机变量

的性质:
  1. 对于任意实数x1,x2(x2>x1)
    1. 推论:(相当于x1=x2)
      如果有一点处概率不为零,则该随机变量一定不是连续型
  1. 在f(x)的连续点有:
    1. 连续型随机变量的分布函数一定是连续的,不然违反了3的推论;但是概率密度函数当然可以是不连续的。

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💯
连续随机变量的分布函数也是连续的 和离散不一样,离散是跳跃间断

B18
  1. 求a,b
  1. 求X的密度函数f(x)

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BC:不满足归一性
A:不一定满足

均匀分布

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满足这样的概率密度的连续随机变量X满足均匀分布,记为
分布函数
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, 求关于x的二次方程有实根的概率
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指数分布

定义:
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其中,记作
分布函数
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  • 记住了之后完全解决指数分布的概率计算,甚至不用积分

X具有如下无记忆性
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也就是说:电子元件不论何时开始计时都是“新的”
与实际还是有差距的,只是一种近似

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记住指数分布密度函数和分布函数—发现隐藏的指数分布—利用无记忆性解题

正态分布

定义:设X的概率分布为:
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  • (均值)决定图形对称轴的位置
  • (方差)决定图形形状,越大,图形越矮越胖

标准正太分布
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其实即使是标准正太分布也是算不出来的(),只能借助近似的方法计算
利用对称性得到,这在实际中很重要,负值需要转化为正值再去查表
标准化
计算很简单,就是一个标准化+查表

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不用考虑满分为100分;因为对于正太分布而言,定义域是整个实轴,大于100的部分概率会很低但不会是0;限制满分为100反而会违背归一律

2.5 随机变量函数的分布

问题:已知随机变量X的概率分布,且已知,求Y的概率分布

对于离散型,这是很容易的,直接对应替换掉

对于连续型随机变量:

等价法:函数映射的关系

定理:反函数法

,则Y具有概率密度:
其中的反函数,是Y的取值范围(具体应用看下面的例题)
很好用,但是很局限(一旦函数具有单调性,优先选择)

例1:设随机变量X具有概率密度函数,求的概率密度
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例2:,求:的概率密度
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例3:
不要先积分,直接求导;
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例4:
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既不是连续型又不是离散型的例子:
例:一银行服务需要等待,设等待时间X(分钟)的概率密度为
某人进了银行,且打算过会儿去办另一件事,于是先等待,如果超过15分钟还没有等到服务就离开,设他实际的等待时间为Y,(1) 求Y的分布函数; (2)问Y是离散型随机变量吗?连续型随机变量吗?
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