概率论与数理统计习题有哪些小结论

13概率论与统计学1-4(包含第一章小结)
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第一章概率论的基本概念;§1.4事件的独立性.本章小结;?事件的独立性是什么意思?;?独立性具有什么性质??独立性的实用背景是什么?; 1.事件的相互独立性;引例:E:抛一颗骰子,观察点数;(1)A与B相互独立定义:;A与B相互独立:; 性质:;例1:E:将一颗骰子抛两次记A={第一次出现1、;注:上述定义中共有; 例2:;解:;注意不相容与独立的区别!;
第一章 概率论的基本概念§1.4 事件的独立性. 本章小结? 事件的独立性是什么意思?? 独立性具有什么性质? ?独立性的实用背景是什么? ? #二项概型(自学) ? 本章小结练习1 1.事件的相互独立性引例:E: 抛一颗骰子,观察点数。 记A={1,2,3}, B={1,5}, C={4,5,}, D={2,3,} 问:已知A发生的条件下B、C 、D发生的概率是多少?(1) A与B相互独立定义:A与B相互独立:2 性质:例1:E: 将一颗骰子抛两次 记A ={第一次出现1、2点}, B ={第二次出现1、2、3点} 求:p(A), p(B), p(AB), 并指出A、B的独立性 (2) n个事件相互独立定义注:上述定义中共有3 例2:解:注意不相容与独立的区别!4 (3)事件独立的实际背景与事件的近似独立性引例:一盒中装有5只产品,3只正品,2只次品。E:从中取2次,每次取一只。a)放回,b)不放回 求:1)第二次取到次品的概率 2)已知第一次取到次品,问第二次还取到次品的概率3)若把产品数改为100000,次品数改为200,结论又如何? 放回抽样的各步之间是独立的,而不放回抽样的各步之间 是不独立的,但当产品数很大时,各步之间几乎独立,从 而把不放回抽样当作放回抽样,这是数理统计的重要观点 独立时: 不相容时:5 * 关于事件近似独立性的推算(一)6 * 关于事件近似独立性的推算(二)它们的绝对误差都是1/M的等价无穷小7 #2二项概型例3:产品抽样问题(P8) 设有N件产品,其中有M件次品。 E:从中任取n件。 1)放回, 2)不放回 3)N很大,次品率为p问:n件中恰有k件次品的概率是多少?答:1) 2) 3)8 3. 本章小结(1)主要概念: 随机试验、样本空间、随机事件 古典、几何、统计概率定义及其三个基本性质 条件概率 事件独立性及其性质 # 二项概型与二项概率 注意: A,B互不相容: A,B相互独立:9 (2) 主要公式:加法公式:减法公式:乘法公式:补集公式: 独立性:条件概率:全概率公式:贝叶斯公式:10 (3)求解概率题思路(综合运用工具 定义 公式思维方式分步法(排列、组合) 分块法 逆向法11 4.第一章习题讲解例1:为了防止意外,在矿内同时设有甲、乙两种报警系统。各 系统有效的概率:甲为0.92,乙为0.93,在甲失灵时乙仍有效的 概率为0.85。 求 ⑴发生意外时两系统至少有一个有效的概率; ⑵乙失灵的条件下,甲仍有效的概率。 解:12 例2:盒中放有12个乒乓球,其中9个是新的,3个是旧的。第一 次比赛时从中任取3个来用,比赛后仍放回盒中。第二次比赛时 再从盒中任取3个,求第二次取出的球都是新球的概率。解:13 例3:P23第21题 问题分解为: (1)抽得的产品使用n次未发生故障的概率? (2)已知抽得的产品使用n次未发生故障,问该产品为正品的概率? (3)原问题 例4:P17例1.3.6 (生产检验问题) 实际背景: 生产中次品是难以避免的. 次品率的高低往往由以下两个因素造成: (1)机器是否调整好. (机器调整好的概率为0.95) (2)机器调整好坏情况下的次品率.(好时: 0.02 坏时: 0.45)因此工人开工时总要先调整机器.为了确认机器是否调整好,工人会先生产一件产品,若是好的,则认为机器调整好了,否则 重新调试.试分析这一做法的正确性14 思考证:答:所以,A与B相互独立15 选择题 1.设A、B为互斥事件,且P(A)&0, P(B)&0, 下面四个结论中,正确的是: 1)P(B|A)&0, 3)P(A|B)=0, 2)P(A|B)=P(A), 4)P(AB)=P(A)P(B)。2.设A、B为独立事件,且P(A)&0, P(B)&0, 下面四个结论中,正确的是:1) P(B|A)&0, 3)P(A|B)=0 , 2) P(A|B)=P(A), 4) P(AB)=P(A)P(B)。16 √√17 包含各类专业文献、中学教育、外语学习资料、幼儿教育、小学教育、生活休闲娱乐、高等教育、行业资料、13概率论与统计学1-4(包含第一章小结)等内容。
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概率论章节总结
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首先,我认为这种学习小结是很好的复习方法,在越来越注重结果的中国大学教育体制中,这就显得特别难能可贵。我们做事总存在一种心理,结果好就是好,过程可以忽略,也就是说我们平时总是在强化结果监控;然而,你要看到,这是个“苹果与果树”的问题,只有加强过程监控,你才能吃到真正可口的苹果,否则你只得到加入食用香精的苹果。我们再谈高考状元的学习经验,同样也是不断加强过程监控,例如“错题本”“学习日记”等。当然,说归说做起来要很大的决心与强大的自制力不可,所以,这一点,我自己也要检讨,做的还远远不够。
好了,废话说了这么多,下面我们步入正题——概率论与数理统计。自从开始研究经济学,我就特别关注香港中文大学的“郎咸平”教授,他一直是我认为的,最出色的经济学家(没有之一),虽然比不上克鲁格曼等人名气大,但他敢讲真话,真正为百姓着想,同时批判性的对我国“传统经济”提出非常合适且非常具体的建议。面对被人迫害的风险与“愚论”的压力,他没有退缩,而是有理有据的提说自己的观点,这些不是为了名与利(他根本不缺这些,甚至对此不屑),而是因为他有科研工作者必须具备的素质——责任心。你可以将他与那些“宠物经济学家”()比较,你就知道什么是真正的水平。同样,概率论这门课作为经济学研究的基础性课程,要想领会到它的实质,我们也必须具备责任心。我们可以对统计学家作出重要的评论:最好的统计学家在国家统计局——他们聪明到作假报表足以愚民;最差的统计学家也在国家统计局——他们丧失了统计学最宝贵的“信托责任”。所以,学习这门课最重要的是你要有责任心。
下面对于课程具体的知识结构,我给出“拙见”:
第一章——简单的概率类型及其定义与性质;
第二章——描述简单随机变量的数学指标与随机变量的刻画方法(分布的定义与相关概念)。
接下来,我简单复述一遍自己学习中发现的问题:
其实,第一章的内容,我们在高中时就学过了,现在就是将样本空间范围扩大到n,然后对有关概念给出明确定义,学习中发现:
(1)求概率的几何方法运用不到位,甚至不知道如何下手;
(2)条件概率与概率独立性区分混淆——P(AB)=?P(A)*P(B);
对于第二章,个人感觉一开始学一头雾水,通过不断地反思,现在感到大致掌握了,但远没达到熟练的程度,具体发现问题:
(1)将积分知识首次用到连续随机变量概率中,适应的比较慢,尤其是对于F(x)与p(x)的关系认识不是很清晰;
(2)对于伽马分布、贝塔分布等特殊的分布不熟悉(数学分析的弱势开始显现);
(3)对于连续随机变量函数的分布掌握的不好,也就是说还需要不断强化。在大量练习时丧失了“责任心”,对于个别较难题目开始“蒙”,甚至凭空猜测,几乎可以去国家统计局上班了!
个人感觉从第二章开始,概念逐渐增多,知识难度逐渐加大,课本尤其是例题的掌握特别关键,自己在学习中的心得是:
(1)对于古典概率,样本空间特别重要,例如“抽样”等问题;
(2)概率条件概率中对“条件”的分析,例如“传球”等问题;
(3)对期望方差公式尤其是定义的运用是证明此类问题的手段;
(4)“无记忆性”的理解,有利于对比学习其他分布;
(5)好好“看”书,“看”——“望闻问切”(定义-例题-练习-问题-解决问题-定义的理解-掌握)。
总体来说,这是一门特别需要责任心的学科,其概念不比经济学少,同时又服务于实践,尤其是经济生产,理论与实践结合的很紧密。
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以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。度函数,典型例子 随机变量的函数,变量变换公式 分布函数 随机向量,边缘分布,联合分布,条件分布,高维正态分布 随机变量独立性定义 数学期望 (定义,性质,举例) 方差 (定义,性质,举例,Chebyshev 不等式) 高阶矩 协方差与相关系数的定义, Cauchy-Schwartz 不等式,性质,与独立 性的关系,高维情况 关键词:随机事件 概率 离散型 连续性 期望 方差 目录: 一、概率论的基本概念 1.1、试验、 事件、 样本空间 1.2、事件的概率 1.3、概率空间 1.4、条件概率 1.5、独立性 1.6、贝努力试验模型 二、随机变量及其分布 2.1、随机变量及其分布函数 2.2、离散型随机变量及其分布 2.3、连续型随机变量及其分布 2.4、随机变量函数的分布 三、多维随机变量及其分布 3.1、多维随机变量及其分布 3.2、边缘分布 3.3、条件分布 3.4、随机变量的独立性 3.5、两个随机变量的函数的分布 四、随机变量的数字特征 4.1、随机变量的数学期望 4.2、方差、矩第一章 概率论的基本概念 第一节试验、 事件、 样本空间 ③不确定性⑴ 随机试验的三个特点:①可重复性 ②多结果性⑵ 随机事件:随机试验的某种结果,一般用大写字母 A、B、C 表示 ⑶ 必然事件: 每次实验都必然发生的事件, 称为必然事件, 记为Ω。 ⑷ 不可能事件:每次试验都不发生的事件,称为不可能的事件,记 ⑸ 样本空间:实验 E 的所有基本结果构成的集合称为样本空间,记 为Ω,Ω中的元素集 E 的基本结果称为样本点。 将随机事件样本点组成的集合,如:掷一颗骰子,观察出现的点 数,S = { i :i=1,2,3,4,5,6} 是样本空,事件 B:出现偶数点, =1,2,3,4,5,6} 即 B={1,3,5}是 S 的一个子集。 {1,3,5} {1,3,5⑹ 事件的关系及其运算 ① 包含:事件 A 发生必然导致事件 B 发生,则称事件 B 包含事件 A,记为 B?A 或 A?B 相等,记为 A=B。 相等:若 A?B 且 A?B 则称事件 A 与事件 B 相等 事件 ② 事件的和:事件 A 与事件 B 至少有一个发生,记为 A∪B。用集 合表示为: A∪B={e|e∈A,或 e∈B}。 ③ 积事件:事件 A 与事件 B 都发生,记为 A∩B 或 AB,用集合表 示为 AB={e|e∈A 且 e∈B}。 ④ 互不相容事件:如果 A,B 两事件不能同时发生,即 AB=Φ , 则称事件 A 与事件 B 是互不相容事件 互斥事件。 互不相容事件或互斥事件 互不相容事件 推广 对有限个事件或可列个事件 A1,A2,…,An …,如果对任 意 i≠j, Ai Aj=Φ,则称 A1,A2,…,An 两两互斥 两两互斥,或 A1,A2,…, 互不相容 An …两两互不相容 逆事件,记为?。 ⑤ 对立事件 :称事件“A 不发生”为事件 A 的逆事件 逆事件 事件 A 发生而事件 B 不发生,这一事件为事件 A 与事 ⑥ 事件的差: 件 B 的差事件,记为 A-B,用集合表示为 A-B={e|e∈A,e?B}。 ?相关性质:交换律、结合律 分配律: (B∪C) (AB) (AC) A∪(BC)=(A A = ∪ 、 ∪B) ∩(A∪C)
德.摩根律: A I B = A U B , I B = A U B A 若 A、B 互为对立事件 对立事件,则 A、B 互不相容。它 互不相容。 对立事件 的逆不成立,即 A、B 互不相容,未必有 A、 B 互为对立事件。 例 将 n 个人任意分配到 N 个房间(n≤N),令 A 表示“恰有 n 个房间各有一人”,B 表 示“第一个房间恰有两人”,从而 AB=Φ,但 B 不等于?。 第二节 事件的概率概率的统计定义: 由于当实验次数 n 趋于无穷大时, 频率 fn(A)=nA/n 1、会逐渐稳定于某一常数 p,因此可将 A 的概率定义为:P(A)=p。 2、古典概型 Ⅰ 若试验 E 满足(1)有限样本空间:样本点总数有限; (2)等可能性:各基本事件发生的可能性相同。 则称试验 E 为古 典概型(或有限等可能概型) . Ⅱ 设试验 E 是古典概型, 其样本空间 S 由 n 个样本点组成 , 事件A 由 k 个样本点组成 则定义事件 A 的概率为: A 包含的样本点数 P(A)=k/n= ―――――――――― P(A)= S 中的样本点总数性质 (1)非负性:对于每一个事件 A,有 P(A)≥0; (2)规范性:P(?)=1; (3) 有限可加性: A1, 2, 设 A ..... Am 是两两互不相容的事件, 即对于 i≠j , AiAj=φ ,i, j=1,2,......m, 则有?m ? m P ? U Ai ? = ∑ P ( Ai ) ? ? ? i =1 ? i =1 如何计算: 如何计算: 1、确定样本点并计算其总数; 2、计算时间所含样本点数。 ★排列组合是计算古典概率的重要工具 . 排列组合是计算古典概率的重要工具 3、几何概型 Ⅰ若试验 E 具有如下特征: ⑴ 样本空间Ω是一维二维或三维空间中度量有限的区间( 这 里所说的度量指区间的长度,区域的面积、体积) ⑵样本点在Ω中均匀分布 则称试验 E 为几何概型, 为 E 的一事件, A 我们定义 A 的概 为:P( A) =Ⅱ? ( A) ? (S )几何概率的性质 (1)对于每一个事件 A,有 P(A)≥0; (2)P(?)=1; (3)设 A1,A2,.. Am ..是两两互不相容的事件,即对于 i≠j , AiAj=φ , i, j=1,2,......, 则有?∞ ? ∞ P? U Ai ? = ∑ P( Ai ) ? ? ? i =1 ? i =1Ⅲ 典型题① 约会问题 ②蒲丰投针第三节 概率的性质 (1)P(φ)=0 φ ⑵Ai , A j , i, j = 1,2,L, n, i ≠ j , 两两互不相容, ? n ? n 则 P? U Ak ? = ∑ P( Ak ); ? ? ? k =1 ? k =1⑶P ( A) = 1 ? P ( A ),(4)若 A?B,则 P(B-A)=P(B)-P(A), P(B) ≥ P(A). P(B-A)=P(B)(5)P(A∪B)=P(A)+P(B)-P(AB). P(A∪B)=P(A)+P(B)P(A 同理 :P(A1 ∪ A2 ∪ A3) =P(A1)+P(A2)+P(A3)-P(A1A2)-P(A1A3)-P(A2A3)+P(A1A2A3) 6)概率的连续性:若A1 ? A2 ? L , A = U Am , 则 : P( A) = lim P ( Am );m =1 ∞ m →∞ ∞若A1 ? A2 ? L , A = I Am , 则 : P( A) = lim P ( Am ).m =1 m →∞例 2. 甲、乙两人先后从 52 张牌中各抽取 13 张,求甲或乙拿到 4 张 A 的概率. 1) 甲抽后不放回,乙再抽; 2) 甲抽后将牌放回,乙再抽. 解:1)A、B 互斥,P(A+B)=P(A)+P(B)2) A、B 相容P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB) 第四节 条件概率 ⑴条件概率:在事件 B 发生的条件下,事件 A 发生的概率称为 A 对 B 的条件概率,记作 P(A|B).P( ⑵公式: A | B ) = P ( AB ) P (B )一般 P(A|B) ≠ P(A)。(P(B)&0 P(B)&0) P(B)&0⑶概率的一切性质都适用于条件概率: A|B)=1? A|B) P(Φ|B)=0 ; P(A|B)=1?P(A|B) |B) |B)? P(A1∪A2|B)=P(A1|B)+P(A2|B)?P(A1A2|B) ⑷计算: 例题:1 掷两颗均匀骰子,已知第一颗掷出 6 点,问“掷出点数之 和不小于 10”的概率是多少? 解法 1: 解法 2:P( A | B) = P( AB) P( B) 3 1 P( A | B) = = 6 2= 3 36 1 = 6 36 2⑸乘法公式:若 P(B)&0,则 P(AB)=P(B)P(A|B) 或 若 P(A)&0,则 P(AB)=P(A)P(B|A) ⑹全概率公式 设 A1,A2,…,An 是试验 E 的样本空间Ω的一个划分, P(Ai)&0, 且 i=1,2,…,n, B 是任一事件, 则 P ( B) = ∑ P ( Ai ) P ( B|Ai )i =1n⑺ 贝叶斯公式 设 A1,A2,…,An 是试验 E 的样本空间Ω的一个划分,且 P(Ai)&0,i=1,2,…,n, B 是任一事件且 P(B)&0, 则P ( Ai | B) = P ( Ai ) P ( B|Ai )∑ P ( A ) P ( B|A )j =1 j jn全概率公示和贝叶斯公式是加法公式和乘法公式的综合应用。 全概率公示和贝叶斯公式是加法公式和乘法公式的综合应用。 第五节 独立性 ⑴定义:若两事件 A、B 满足:P(AB)= P(A) P(B) 则称 A、B 独立,或称 A、B 相互独立。 推广: P(AB)= P(A)P(B) 四个等式同时 成立,则称事件P(AC)= P(A)P(C) P(BC)= P(B)P(C) P(ABC)= P(A)P(B)P(C)A、B、C 相互独立注意多个事件两两独立与相互独立的区别与联系 ⑵ 定理: 若两事件 A、 独立, B 则 A 与 B, A与 B , A 与 B 也相互独立 ⑶ 计算:①A1 , A 2 ,… , A n 至少有一个发生的概率为P(A1∪…∪An) =1- (1-p1 ) …(1-pn ) =1- (1…(1② A1 , A2 ,… , An 至少有一个不发生的概率为 P( A1 + A2 + … + An ) = 1 ? P ( A1 ) P ( A2 ) … P ( An ) =1=1- p1 … pn 个元件, 例:电路系统的可靠性。如图,两个系统各有 2n 个元件, 电路系统的可靠性。如图, 其中系统Ⅰ先串联后并联,系统Ⅱ 先并联后串联。 其中系统Ⅰ先串联后并联,系统Ⅱ 先并联后串联。求 两个系统的可靠性大小并加以比较。 两个系统的可靠性大小并加以比较。 第六节 伯努利试验概型 ⑴ n 重贝努利试验有下面四个约定 重贝努利试验有下面四个约定:(1)每次试验的结果只能是两个可能的结果 每次试验的结果只能是两个可能的结果,A 和?A 之一 之一, (2)A 在每次试验中出现的概率 p 保持不变, (3)各次试验相互独立 各次试验相互独立, (4)共进行了 n 次. . ⑵定理 对于 n 重贝努利试验 事件 A 在 n 次试验中出现 k 次的概率 重贝努利试验, 为k Pn ( k ) = C n p k q n? kk = 0,1, K , n,q = 1? p 第二章 随机变量及其分布 第一节 随机变量极其分布函数 随机变量:设 X(ω)是定义在概率空间(?, F, P )上的单值实函数,如果 对于每个 ω∈? ,有一个实数 X(ω) 与之对应, 且?x∈(∞,+∞) , {ω|X(ω) ≤ x}∈F ,则称 X(ω)为随机变量, 通常用大 写字母 X,Y,Z 表示 。 引入意义:随机变量概念的产生是概率论发展史上的重大事件. 引入随机变量后,对随机现象统计规律的研究,就由对 事件及事件概率的研究扩大为对随机变量及其取值规律 的研究. 分类:离散型随机变量和连续型随机变量。 研究方法:共同――分布函数,随机――分布律,连续――密度函 数。 定义:设 X 是一个 r.v , x 为 一 个 任 意 实 数 , 称 函 数F ( x ) = P ( X作 X ~ F(x) 或 FX(x).≤x ) 为为 X 的分布函数,记分布函数的性质:(1) F(x) 非降,即若 x1&x2,则 F(x1) : ⑵ F ∞ F ∞ ⑶F(x) 右连续,即lim 练:设连续性随即变量 X 的分布函数为 F x lim lim F xF(x2) ; F x F x 0; 1其中, λ & 0 为参数, A,B 的值, 求 并计算 P(-1&X≤1)的概率。? A + Be ? λ x , x & 0 F ( x) = ? ?0, x ≤ 0 第二节 离散型随机变量极其分布律 定义: 设 X 为一随机变量 为一随机变量,如 X 的全部可能取到的值是有限个或可 列无限多个, ,则称随机变量 X 为离散型随机变量。 为离散型随机变量。 分布律:设 xk(k=1,2, …) …)是离散型随机变量 X 所取的一切可能值 所取的一切可能值,称等式P ( X = x k )= p k ,为离散型随机变量 X 的概率函数或分布律 的概率函数或分布律,也称概率分布. 表示方法: 列表法―― ――公式法―― ――P( X =k)=3 k C3 ? k C 2 , k = 0,1,2 C53图示法―― ――性质:⑴p⑵∑ p =1几种常见的分布: (1) 0-1)分布:设随机变量 X 只可能取 0 与 1 两个值 ( - )分布: 两个值,它的分布 律为 P{X=k}=pk(1 P{X=k}=pk(1-p)1-k , k=0,1. (0&p&1)则称 X 服从(0-1)分 , 服从( - ) 布,记为 X?(0-1)分布。 ? -1) X P 0 1-p (0-1)分布的分布律用表格表示为 - )分布的分布律用表格表示为: 易求得其分布函数为: 易求得其分布函数为x&0 ? 0 ? F ( x ) = ?1 ? p 0 ≤ x & 1 ? p x ≥1 ?(2)二项分布: 二项分布: 二项分布k 定义: 定义:若离散型随机变量 X 的分布律为 P {X = k } = C n p k q 1? kk = 0, 1, L , n其中 0&p&1,q=1-p p,则称 X 服从参数为 n,p 的二项分布 的二项分布,记为 X?B(n,p). ? 试验模型: 试验模型:在 n 重贝努利试验中,若以 X 表示事件 A 出现的次 数,则 X 是一随机变量 是一随机变量,X 可能取的值为 0,1,2,…,n,由二项 , , , , 概率公式可得 X 的分布律为 P {X = k } = C n p qk k 1? kk = 0, 1, L , n即 X 服从二项分布 服从二项分布。 (3)泊松分布 ) 定义: 定义:设随机变量 X 所有可能取的值为 0 , 1 , 2 , … , 且概率分布 为: P ( X = k ) =e ?λ λ ,k称 X 服从参数为 λ 泊松分布,记作 X~π( λ). 泊松分布的图形特点: 泊松分布的图形特点:k!k=0,1,2,LL,其中&0 是常数,则二项分布的泊松近似: 二项分布的泊松近似: 定理的条件意味着当 n 很大时, 必定很小. 因此, pn 泊松定理表明, 当 n 很大,p 很小时有以下近似式:C p (1 ? p)k n kn ?k≈λk e ?λk!其中 λ=np。也就是,n 很大时,B(n,p) ≈P(np) n &=100, np&=10 时近似效果就很好. 2.3 连续型随机变量及其分布 连续型随机变量的概率密度 的概率密度: 第三节 连续型随机变量的概率密度:实际计算中,定义: 定义:设随机变量 X 的分布函数为 F(x),若存在非负函数 f(x),使 对于任意实数 x, F ( x ) = ∫ ?∞ f (t )dt 有x则称 X 为连续型随机变量,其中函数 f(x)称为随机变量 X 的概率密度函数,简称为 概率密度 的性质: 概率密度 f(x)的性质: 的性质 (1)f(x)≥0 ) ≥ (2)∫+∞ ?∞f ( t )dt = 1 (这是因为 F ( +∞ ) = ∫ ? ∞ f ( t )dt = 1)+∞反之,满足(1) (2)的一个可积函数 f(x)必是某连续型随机 变量 X 的概率密度,因此,常用这两条性质检验 f(x)是否为 概率密度。 几何意义为曲线 y=f(x)与 x 轴之间的面积等于 1. (3).X 落在区间(x1,x2)的概率 P{x1 & X ≤ x 2 } = F ( x 2 ) ? F ( x1 ) = ∫ x f ( x )dx , x2 1几何意义为 X 落在区间(x1,x2)的概率 P{x1&X≤x2}等于区 , ≤ 间(x1,x2)上曲线 y=f(x)之下的曲边梯形的面积. , (4).若 f(x)在点 x 处连续,则有 F′(x)=f(x)。 ′ 的关系: 概率密度 f(x)与分布函数 F(x)的关系: 与分布函数 的关系 (1)若连续型随机变量 X 具有概率密度为 f(x),那么它的分布函数为F ( x) = ∫x ?∞f (t )dt(2)若连续型随机变量 X 的分布函数为 F(x),那么它的概率密度为 f(x)=F′(x). ′ 三种重要的连续型分布: 三种重要的连续型分布: (1)均匀分布: 均匀分布: 均匀分布? 1 ? f ( x) = ? b ? a 定义: 定义:设连续随机变量 X 具有概率密度 ? 0 ? a& x&b 其他x&a则称 X 在区间(a,b)上服从均匀分布,记为 X?U(a,b).若 X?U(a,b),则容易计算出 X 的分布函数为? 0 ?x?a ? F ( x) = ? ?b ? a ? ? 1a≤x≤b x≥b特性:若 X?U(a,b),对于任意的区间(c,c+l)∈(a,b),则 特性: ? , , ∈ ,P {c & X & c + l } = ∫c+l c1 l dx = 就是说在同样长的子区间内概 b?a b?a率是相同的, 这个概率只依赖于区间的长度而不依赖于区间的位 置。 (2)指数分布: )指数分布: 定义:若 r.v X 具有概率密度 定义:?χ ? ? λl x? 0 存在 f ( x) = ? λ&0,则称 X ?0 χ ≤ 0 ?服从参数为 λ 的指数分布。常简记为 X~E(λ ) 。?1 ? e ? λx x&0 容易验证:指数分布的分布函数为 F ( x) = ? x≤0 ? 0 特性: 特性:指数分布的一个重要特性是”无记忆性”.设随机变量 X 满足:对于任意的 s&o,t&0,有 ,P{X ≥ s + t | X ≥ s} = P{X ≥ t }则称随机变量 X 具有无记忆性。指数分布常用于可靠性统 计研究中,如元件的寿命. (3)正态分布 )? 1 定义: 定义:若 r.v X 的概率密度为 f ( x ) = e σ 2π ( x ? ? )2 2σ 2, ?∞& x &∞其中 ? 和 δ 都是常数,? 任意,δ&0,则称 X 服从参数为 ? 和2δ2 的正态分布,记作 X ~ N ( ? , σ 几何特征: 几何特征:)? 决定了图形的中心位置,δ 决定了图形中峰的陡峭程度. a、f(x)在 x=μ处达到最大值:f (? ) =1 2π σb、曲线 f(x)向左右伸展时,越来越贴近 x 轴。即 f (x)以 x 轴为渐 近线。 c、x = μ ±为 f (x)的两个拐点的横坐标。 标准正态分布: 标准正态分布: 定义:μ=0,σ=1 的正态分布称为标准正态分布.其密度函数和? 分布函数常用 ψ(x)和 φ(x)表示: ? ( x) = 1 e 2 , ? ∞ & x & ∞ 2π x2任何一个一般的正态分布都可以通过线性变换转化为标准正态 分布. 2.4 随机变量的函数的分布 离散型随机变量函数的分布:设 X 是离散型随机变量,则 Y=g(X) 离散型随机变量函数的分布: 也是离散型随机变量。此时,只需由 X 分布律求得 Y 的分布律即 可。 一般地, 我们先由 X 的取值 xk, , , k=1 2 …求出 Y 的取值 yk=g(xk), k=1,2… ①如果诸 yk 都不相同,则由 P{Y=yk}=P{X=xk}可得 Y 的分布律; ②如果诸 yk 中有某些取值相同,则把相应的 X 的取值的概率相 加。 连续型随机变量函数的分布: 连续型随机变量函数的分布:设 X 为连续型随机变量,具有概率 密度 fx(x),求 Y=g(X) (g 连续)的概率密度。 一般方法――分布函数法: 分布函数法: 一般方法 分布函数法 可先求出 Y 的分布函数 FY(y):因为 FY(y)=P{Y≤y}=P{g(X)≤y},设 ly={x|g(x)≤y}则FY ( y ) = P {X ∈ l y } = ∫ f X ( x )dx = ∫ly g ( x )& yf X ( x )dx再由 FY(y)进一步求出 Y 的概率密度 小结: 小结:求随机变量函数的分布的方法:fY ( y ) = FY′ ( y )1.设离散型随机变量 X 的分布律为 P{X=xi}=pi,i=1,2,…,n ,…又 y=f(x) 是 x 的连续函数,则 Y=f(X)是随机变量,其分布律为 P{Y=f(xi)}=pi, i=1,2,…,n ,…若某些 f(xi)相等,将它们作适当并项即可。 2. 设连续型随机变量 X 的密度函数为 ?X(x), y=f(x)连续, 求 Y= f(X) 的密度函数的方法有三种: (1)分布函数法; (2)若 y=f(x)严格单调,其反函数有连续导函数,则 可用公式法; (3)若 y=f(x)在不相重叠的区间 I1,I2,…上逐段严格单 调,其反函数分别为 g1(y), g2(y), …,且 g′1(y), g ′2(y), ′ …,均为连续函数,则 Y= f(X)是连续型随机变量,′ ′ ?Y ( y ) = ? X [g1 ( y )] g1 ( y ) + ? X [g2 ( y )] g2 ( y ) + L′′三、多维随机变量及其分布 3.1 多维随机变量及其分布 多维随机变量: 多维随机变量:设 E 是一个随机试验 , 它的样本空间是 ? = {ω} , 设 X 1 = X 1 (ω ) , X 2 = X 2 (ω ) , L , X n = X n (ω ) , 是定 义在 ?上的 n个随机变量 , 由它们构成的一个 n 维向量 ( X 1 , X 2 , L , X n ) 叫做 n 维随机向量或 n 维随机变量 .n 维随机变量 ( X 1 , X 2 , L , X n ) 取值范围是 R n 或其子集。多维随机变量分布函数: 多维随机变量分布函数: 分布函数n 维随机变量 ( X 1 , X 2 , L, X n ) 的联合分布函数F ( x1 , x 2 , L , x n ) = P { X 1 ≤ x1 , X 其中 x1 , x 2 , L , x n 为任意实数n i =12≤ x2 ,L , Xn≤ x n },.其中{ X 1 ≤ x1 , X 2 ≤ x2 , L , X n ≤ xn } = I{ X i ≤ xi}二维随机变量: 二维随机变量:  设 E 是一个随机试验 , 它的样本空间是 ? = {ω} ,设 X = X (ω ) 和 Y = Y (ω ) 是定义在 ? 上的随机变量 , 由它们构成的一个向量 ( X , Y ) , 叫作二维随机向量或 二维随机变量 .二维随机变量的分布函数: 二维随机变量的分布函数:设 ( X , Y ) 是二维随机变量 , 对于任意实数 x , y , 二元函数 : F ( x , y ) = P{( X ≤ x ) I (Y ≤ y )} = P{ X ≤ x , Y ≤ y} 称为二维随机变量 ( X , Y ) 的分布函数 , 或称为随机变 分布函数的性质: 分布函数的性质:1oF ( x , y ) 是变量 x 和 y 的不减函数 , 即对于任 y , 当 x 2 & x1 时 F ( x 2 , y ) ≥ F ( x1 , y ),意固定的对于任意固定的x , 当 y 2 & y 1时 F ( x , y 2 ) ≥ F ( x , y 1 ).2o0 ≤ F ( x , y ) ≤ 1 , 且有对于任意固定的 y, F ( ?∞ , y ) = lim F ( x , y ) = 0 ,x → ?∞对于任意固定的 x, F ( x , ?∞ ) = lim F ( x , y ) = 0 ,F (?∞,?∞) = lim F ( x, y ) = 0,x → ?∞ y → ?∞F (+∞,+∞) = lim F ( x, y ) = 1.x → +∞ y → +∞y → ?∞3oF ( x , y ) = F ( x + 0, y ) , F ( x , y ) = F ( x , y + 0 ) ,即 F ( x, y ) 关于 x 右连续 , 关于 y 也右连续 .4o对于任意 ( x1 , y1 ), ( x 2 , y 2 ), x1 & x 2 , y1 & y 2 ,有 F ( x2 , y2 ) ? F ( x2 , y1 ) + F ( x1 , y1 ) ? F ( x1 , y2 ) ≥ 0.二维离散型随机变量及其分布函数: 二维离散型随机变量及其分布函数:若二维随机变量 ( X, Y ) 所取的 可能值是有限对或无限可列多对,则称 ( X, Y ) 为二维离散型随机变 量. 二维连续型随机变量及其概率密度: 二维连续型随机变量及其概率密度: 连续型随机变量及其概率密度对于二维随机变量 ( X , Y ) 的分布函数 F ( x , y ) , 如果存在非负的函数 f ( x , y ) 使对于任意 x , y 有 F ( x, y ) = ∫y ?∞ ?∞∫xf (u , v ) d u d v ,则称 ( X , Y ) 是连续型的二维随机变 量 , 函数 f ( x, y ) 称为二维随机变量 ( X , Y ) 的概率密度 , 或称为随机 变量 X 和 Y 的联合概率密度 . 二维均匀分布: 设 二维均匀分布: D 是平面上的有界区域,其面积为 S,若二维随机变 ?1 ? , ( x, y ) ∈ D , 量 ( X , Y ) 具有概率密度 f ( x, y ) = ? S ?0, 其他. ? 则称 ( X , Y ) 在 D 上服从均匀分布. 二维正态分布: 二维正态分布:若二维随机变量 ( X,Y ) 具有概率密度f ( x, y ) =1 2 πσ1σ 2 1 ? ρ2e?1 ? ( x ? ?1 ) 2 2 ρ ( x ? ?1 )( y ? ? 2 ) ( y ? ? 2 ) 2 ? ? + ? ? 2 2 σ1σ 2 σ2 2 (1? ρ 2 ) ? σ1 ? ? ?(?∞ & x & ∞, ? ∞ & y & ∞),其中?1 , ?2 , σ1 , σ 2 , ρ均为常数, 且σ1 & 0, σ 2 & 0,?1 & ρ & 1.则称 ( X , Y ) 服从参数为 ? 1 , ? 2 , σ 1 , σ 2 , ρ 的二维2 正态分布 .记为 ( X , Y ) ~ N ( ?1 , ?2 , σ12 , σ 2 , ρ)3.2 边缘分布 边缘分布函数: 边缘分布函数: 定义: 定义:设 F ( x , y ) 为随机变量 ( X , Y ) 的分布函数 , F ( x , y ) = P{ X ≤ x , Y ≤ y } . .则令 y → ∞ , 称 P { X ≤ x} = P { X ≤ x , Y & ∞ } = F ( x , ∞ ) 为随机变量 ( X , Y ) 关于 X 的边缘分布函数记为F X ( x ) = F ( x , ∞ ).离散型随机变量的边缘分布律 : 定义: 定义: 设二维离散型随机变量 ( X , Y ) 的联合分布律为 记P{ X = xi , Y = y j } = pij , i, j = 1, 2, L . pi? = ∑ pij = P{ X = xi },j =1 ∞ ∞i = 1, 2, L , j = 1, 2, L ,p? j = ∑ pij = P{Y = y j },i =1分别称 pi? (i = 1, 2, L) 和 p? j ( j = 1, 2, L) 为 ( X , Y ) 关于 X 和关于 Y 的边缘分布律 . 因此得离散型随机变量关于 X 和 Y 的边缘分布函数分别为FX ( x ) = F ( x, ∞) = ∑∑ pij , FY ( y ) = F (∞, y ) =xi ≤ x j =1∞y j ≤ y i =1∑∑ p .ij∞连续型随机变量的边缘分布: 连续型随机变量的边缘分布: 定义: 对于连续型随机变量 ( X , Y ) , 设它的概率密 定义:度为 f ( x, y ) , 由于 FX ( x) = F ( x, ∞) = ∫ [ ∫?∞ x ∞ ?∞f (u , v) d v] d u ,记f X ( x) = ∫∞?∞f ( x, v ) d v ,称其为随机变量 ( X , Y ) 关于 X 的边缘概率密度 .在求连续型 r.v 的边缘密度时, 往往要求联合密度在某区域上的 积分. 当联合密度函数是分片表示的时候,在计算积分时应特别注意积分限 . e.g.设二维随机变量 ( X , Y ) 的概率密度为1 2πσ1σ 2 1 ? ρ 2f ( x, y ) =? ? 1 ? ( x ? ?1 ) 2 ( x ? ?1 )( y ? ?2 ) ( y ? ?2 ) 2 ? ? ? exp? ? 2ρ + ? ?? 2 2(1 ? ρ 2 ) ? σ12 σ1 σ 2 σ2 ?? ?? ∞ & x & +∞ , ? ∞ & y & +∞ ,其中 ? 1 , ? 2 , σ 1 , σ 2 , ρ 都是常数+∞, 且 σ1 & 0 , σ 2 & 0,? 1 & ρ & 1 . 试求二维正态随机变量的边缘概率密度 .f X ( x) = ∫?∞f ( x, y ) d y , 解:2 ( y ? ?2 ) 2 ( x ? ?1 )( y ? ?2 ) ? y ? ? x ? ?1 ? ( x ? ?1 ) 2 2 ? 2ρ =? ?ρ ? ρ2 , 2 ? σ2 σ1σ 2 σ1 ? σ12 ? σ2由于f X ( x) = 11 2 πσ1σ 2 1 ? ρ 22?( x ? ?1 ) 22 2 σ1e∫+∞?∞ex ? ?1 ? ?1 ? y ? ? 2 ?ρ ? ? 2 (1? ρ0 ) ? σ 2 σ1 ?dy ,( x ? ?1 ) 22 2 σ1令 t=? y ? ?2 x ? ?1 ? ? ∫?∞ e d t , 2 ? σ ? ρ σ ? , 则有 ? ( x ? ?2 ) 1? ρ ? 2 1 ? ? 2 ( x ? ?1 ) 2 1 ? 2 fY ( y ) = e 2σ 2 , ? ∞ & y & +∞. 1 2 σ1 即 f X ( x) = e , ? ∞ & x & +∞. 同理可得 2πσ 2 2 π σ11 ? f X ( x) = e 2 πσ1+∞?t2 2二维正态分布的两个边缘分布都是一维正态分布, 并且都不依赖于参数 3.3 条件分布 的条件分布: 离散型 r.v 的条件分布:设 (X,Y) 是二维离散型随机变量,对于固定 的 j,若 P(Y=yj)&0,则称 P(X=xi|Y=yj)= 件下随机变量 X 的条件概率函数. 连续型 r.v 的条件分布 e.g. 求 设(X,Y)的概率密度是 P(X&1|Y=y) 解: P(X&1|Y=y)=ρ.P(X = xi ,Y = yj ) Y=yj 条 为在= pi j p? jP(Y = yj ),?e ? x y e ? y , 0 & x & ∞, 0 & y & ∞ ? f ( x, y) = ? y ? 0 , 其它 ?∫∞1f X |Y ( x | y )为此,需求出 dxfX|Y (x | y)由于f Y ( y) = ∫∞?∞f ( x, y )dx = ∫0∞∞ e ? x ye ? y e? y dx = [? ye ? x y ] 0 y y= e? y ,0& y&∞于是对 y&0, f X |Y ( x | y ) = 故对 y&0, P(X&1|Y=y)f ( x, y ) e?x y = , x&0 fY ( y ) yy ∞ 1=∫∞1e?x y dx = ?e ? x y= e ?1 y 3.4 随机变量的独立性 定义: 定义:  设 F ( x, y ) 及 FX ( x) , FY ( y ) 分别是二维随机变 量 ( X , Y ) 的分布函数及边缘分布函数 . 若对于所有 x , y 有 即 P{ X ≤ x, Y ≤ y} = P{ X ≤ x}P{Y ≤ y}, F ( x, y ) = FX ( x) FY ( y ) ,则称随机变量 X 和 Y 是相互独立 的 .已知概率密度,判断独立性: 已知概率密度,判断独立性: e.g. 设(X,Y)的概率密度为? xe?( x + y ) , x & 0, y & 0 f ( x, y ) = ? 问X和 0, 其它 ?Y 是否独立? 解:fY ( y ) = ∫ xe ?( x + y ) dx = e ? y , 0即:f X ( x) = ∫ xe0∞∞?( x + y )= xe ? x , x&0 dyy&0?e ? y , y & 0 ? xe ? x , x & 0 fY ( y ) = ? f X ( x) = ? ? 0, 其它 ? 0, 其它3.5 两个随机变量函数的分布 离散型随机变量函数的分布: 离散型随机变量函数的分布: 求解二维离散型随机变量的分布律的方法: 若二维离散型随机变量的 求解二维离散型随机变量的分布律的方法: 分布率为P { X = x i , Y = y j } = p ij ,i , j = 1 , 2 ,L ,k = 1 , 2 , L.则随机变量函数 Z=g(x,y)的分布律为P{Z = z k } = P{g ( X , Y ) = z k } =具有可加性的两个离散分布: 具有可加性的两个离散分布:ij z k = g ( xi y j )∑p,(1)设 X ~B (n1, p), Y ~B (n2, p), 且独立,则 X + Y ~ B ( n1+n2,p) (2)设 X ~ P (λ1), Y ~ P (λ2), 且独立,则 X + Y ~ P(λ1+ λ2) 连续型随机变量函数的分布: 连续型随机变量函数的分布 求解二维连续型随机变量的分布律的方法: 求解二维连续型随机变量的分布律的方法: e.g.已知 r.v.( X ,Y )的 d.f.或 p.d.f.,g(x,y)为已知的二元函数, Z= g( X ,Y ) 求 的 d.f. 方法 1. 从求 Z 的分布函数出发,将 Z 的分布函数转化为( X ,Y )的事件其中FZ ( z )D z : {( x , y ) | g ( x , y ) ≤ z }= P ( Z ≤ z ) = P ( g ( X , Y ) ≤ z ) = ∫∫ f ( x, y )dxdyDz平方和的分布: (1).平方和的分布 Z = X 2+Y 2 ) 平方和的分布 设(X ,Y )的联合 d.f. 为 f (x,y), 则2 20, z & 0, ? ? FZ ( z ) = P ( X + Y ≤ z ) = ? f ( x, y )dxdy z ≥ 0, ? 0, ?∫∫x 2 + y 2 ≤ z z & 0, ? ? 2π z =? dθ ∫ f (r cos θ , r sin θ )rdr , z ≥ 0, 0, z & 0, 0 ??∫ 0 ? ? 2π f Z ( z) = ? 1 ? ∫ f ( z cos θ , z sin θ )dθ , z ≥ 0,?20(2). Z=X+Y 的分布 ) 设 X,Y 的概率密度为 ?(x,y),则 Z=X+Y 的分布函数为FZ ( z ) = P{Z ≤ z} ==x+ y≤ z∫∫f ( x, y ) d x d y =∫ ∫?∞+∞ z?y ?∞f (x, y)d x d y∫∫z+∞?∞∫∫zy?∞f (u ? y , y ) d u d yf (u ? y , y ) d y d u .x+ y = z=+∞?∞?∞Ox由此可得概率密度函数为fZ (z) =∫+∞?∞f ( z ? y , y ) d y. 由于 X 与 Y 对称, f Z ( z ) = 当 X, Y 独立时,f Z ( z) = ∫+∞ ?∞∫+∞?∞f ( x , z ? x ) d x.f Z ( z ) 也可表示为记作f X ( z ? y ) fY ( y ) d y,= f X (z) ? fY (z) 或f Z ( z ) = ∫ f X ( x) fY ( z ? x) d x .?∞+∞称之为函数 fX(z)与 fY(z)的卷积(3) Z = .X 的分布 Y X 设 ( X , Y ) 的概率密度为 f ( x, y ) , 则 Z = 的分布 Y ?X ? 函数为 FZ ( z ) = P{Z ≤ z} = P ? Y ≤ z ? = ∫∫ f ( x, y ) d x d y + ∫∫ f ( x, y ) d x d y? ?G1 G2=∫G1+∞ yz0∫?∞f (x, y) d x d y + ∫yz ?∞0?∞ yz∫+∞f (x, y) d x d y,z ?∞令 u = x y,z +∞ ?∞ 0∫∫ f ( x, y ) d x d y = ∫ ∫ f ( x, y) d x d y = ∫ ∫ yf ( yu, y) d u d y = ∫ ∫ 同理可得 ∫∫ f ( x, y ) d x d y = ? ∫ ∫ yf ( yu, y ) d y d u,0 0 z+∞+∞yf ( yu, y) d y d u0G2?∞ ? ∞故有FZ ( z ) = P{Z ≤ z} = ∫∫ f ( x, y ) d x d y + ∫∫ f ( x , y ) d x d yG1由此可得概率密度为 当 X, Y 独立时,f ( z) = ∫∞ ?∞+∞G20yf ( yz , y ) d y ? ∫ yf ( yz , y ) d y = ∫?∞0+∞?∞y f ( yz , y ) d y.f ( z) = ∫y f X ( yz ) fY ( y ) d y.( 4) M = max( X , Y ) 及 N = min( X , Y ) 的分布 .F max ( z ) = F X ( z ) FY ( z ), F min ( z ) = 1 ? [1 ? F X ( z )][ 1 ? F Y ( z )].方法 2.建立新的二维 r.v.(Z ,X )或(Z, Y ),求其边缘分布得 Z 的 d.f.第四章 随机变量的数字特征 第一节 随机变量的数学期望 定义 1: :设离散型随机变量 X 的分布律为 P{ X = x k } = p k , k = 1 , 2 , L . 若级数∑∞k =1x k p k 绝对收敛 , 则称级数∞∑xk =1∞kp k 为随机变量 X 的数学期望 , 记为 E ( X ) . 即 E(X ) =∑xk =1kpk .设连续型随机变量 X 具有概率密度f x , 若 定义 2: ∞,则称积分 xf x d|x|f x dxf x d 为 X 的数学期望,简称期望或均值,记为E(X) ,即 E(X)=随机变量函数的期望: 随机变量函数的期望:⑴ 离散型:Y=g(x) E Y =E g x = ∑k=1 g(x)pk Z=g(X,Y) E Z =E g X,Y = ∑j=1 ∑i=1 g x,y pij ⑵ 连续型:Y=g(x) E Y =E g x =+g x f(x)dxZ=g(X,Y)+ +E Z =E g X,Y = 期望的性质g x,y f(x,y)dx dy■E (C ) = C■E (CX ) = CE (X )E (X + Y ) = E (X ) + E (Y ) D( X ) = E ( X 2 ) ? [ E ( X )]2 .当 X ,Y 独立时,E (X Y ) = E (X )E (Y ) . 若存在数 a 使 P(X ≥ a) = 1, 则 E (X ) ≥ a ; 若 存 在 数 b 使 P(X 性质 5 的推论:当 X≥≤b) = 1, 则 E (X )≥≤b.0,则 E (X )E Y0.当 X Y 时,E X |E(X)| E(|X|)方差、 方差、矩2 定义 : 设 X 是一个随机变量 , 若 E{[ X ? E ( X ) ] } 存在 ,则称 E{[ X ? E ( X ) ]2 } 为 X 的方差 ,记为 D( X ) 或 Var( X ) , 即 D( X ) = Var( X ) = E{[ X ? E ( X ) ]2 }.称 D( X ) 为r.v. X的标准差或均方差 , 记为 σ ( X ) .计算方差: 方差的性质:D( X ) = E ( X 2 ) ? [ E ( X )]2 .1.D (C) = 0 2.D (CX ) = C2D(X) 3、D ( X ± Y ) = D ( X ) + D (Y ) ± 2 E (( X ? E ( X ))( Y ? E ( Y )) )特别地,若 X ,Y 相互独立,则D ( X ± Y ) = D ( X ) + D (Y )4. 对任意常数 C, D (X ) 号成立≤E(X C C)2 ,当且仅当 C = E(X )时等 5. D (X ) = 0 常数 E(X)。P (X = E(X))=1,称为 X 依概率 1 等于总结各个常见分布的期望和方差 分布 期望 方差 pq npqλX~(0-1)参数为 P P 参数为 X~B(n,p) 泊松分布∏( λ ) ∏ 几何分布 均匀分布 U(a,b) 指数分布 E( λ ) 正态分布 U( ? ,σ 2 ) 矩  设 X 和 Y 是随机变量 , 若 E ( X k ) , k = 1, 2,L 存在 , 称它为 X 的 k 阶原点矩 , 简称 k 阶矩 .   若 E{[ X ? E ( X )]k }, k = 2 , 3 , Lnpλa1 p 21 b 1λσ2ppb (ba) 12 1λ?存在 , 称它为 X 的 k 阶中心矩 .   若   若 E ( X k Y l ) , k , l = 1, 2 , L E ( X k Y l ) , k , l = 1, 2 , L存在 , 称它为 X 和 Y 的 k + l 阶混合矩 . 存在 , 称它为 X 和 Y 的 k + l 阶混合矩 .切比雪夫不等式: 第三节 协方差与相关系数 定义: 量 E{[ X ? E ( X ) ][Y ? E (Y ) ]} 称为随机变量 X与 Y 的协方差 . 记为 Cov( X , Y ) , 即 C ov( X , Y ) = E{[ X ? E ( X )][Y ? E (Y )]}. 若 D (X ) & 0, D (Y ) & 0 ,称ρ XY = Cov( X , Y ) D( X ) ? D(Y )、为随机变量 X 与 Y 的相关系数 .说明:X 和 Y 的相关系数又称为标准协方差,无量纲 计算:(1) Cov( X , Y ) = E ( XY ) ? E ( X ) E (Y ); (2) D ( X + Y ) = D ( X ) + D (Y ) + 2 Cov( X , Y ). ( 协方差的性质:1) Cov( X , Y ) = Cov(Y , X );(2) Cov(aX , bY ) = ab Cov( X , Y ) , a, b 为常数 ; (3) Cov( X 1 + X 2 , Y ) = Cov( X 1 , Y ) + Cov( X 2 , Y ).相关系数的性质: (1) ρ XY ≤ 1.(2) ρ XY = 1的充要条件是 : 存在常数 a, b 使 P{Y = a + bX } = 1. 定义 2:若 X 和 Y 的相关系数 ρ XY = 0 称 X 与 Y 不相关。
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