函数法。
概率分布就是随机变量与对应概率关系的函数。换句话说,概率分布就是随机变量和概率的映射,所有的事件都会对应一个概率。某个随机变量的所有概率形成的概率-事件分布就是该随机变量的概率分布,会用一个函数来表达概率分布。
显然,包含了所有事件的话,分布的概率之和(连续随机变量则时概率密度函数的积分)肯定就等于1。
当随机变量为离散变量时,这个函数叫做概率质量函数,当随机变量连续时,对应的函数称为概率密度函数。在概率统计学的中有一个计算概率密度函数的方法——核密度估计(KDE)、这是一种非参数估计分布密度函数的方法。
仅通过对数据本身的特征来计算概率密度函数,不依赖任何数据分布的先验知识,这弥补了下面介绍的参数估计方法的劣势——样本分布和实际的分布可能存在巨大差异,无法通过观察或者理论推导出实际的分布。
与非参数估计对应的就是参数估计,具体的 *** 作是,先观察样本的分布情况/根据样本来源假定数据服从特定的形态,然后通过数据估计该形态下的总体参数。一般数据形态有:线性、可线性化、指数。
—— wikipedia
伯努利试验 :
是只有两种可能结果(成功或失败)的单次随机试验,即对于一个随机变量X而言:
伯努利过程 :
与 伯努利过程相关的随机变量 有:
背景引入:
在实际中的案例结果往往只有两种结果(正、反)。例如:抛硬币、明天下不下雨、买**中奖与不中奖、疾病生存还是死亡、合格与不合格等等。这样的事件便是伯努利试验。
定义:
伯努利分布(Bernoulli distribution)又名 两点分布 或 0-1分布 ,是一个 离散型概率分布 ,是最简单的离散型概率分布。若伯努利随机试验成功,则伯努利随机变量取1。若伯努利试验失败,则伯努利随机变量取值为0。记其成功概率为p,失败概率为q=1-p。
概率密度函数:
期望:
方差:
背景引入:
对同一个硬币扔10次,出现3次正面朝上的概率。扔硬币的过程便是一个伯努利过程,正面朝上次数的概率就是二项分布。
定义:
Binomial Distribution是 n个独立的伯努利试验 中 成功的次数 的离散概率分布,其中每次试验的成功概率为p。实际上,当 n = 1 时,二项分布就是 伯努利分布 。二项分布是显著性差异的二项试验的基础。—— wikipedia
概率质量函数:
如果随机变量X服从参数n和p为的二项分布,我们记 。 n次试验中正好得到k次成功的概率 由概率质量函数给出:
二项分布是一个 概率分布族 ,随着试验次数n和成功概率p的不同而不同,且它 与正态分布关系密切 。
期望:
方差:
在n次伯努利试验中,试验k次才得到 第一次成功的概率 ,也就是说: 前k-1次都失败 ,第k次成功的概率。记为 。
概率质量函数:
期望:
方差:
描述了由有限个物体中 抽出n个物件,成功抽出指定种类的物件 的个数( 不放回抽取 )。例如在有N个样本,其中K个是不及格,N-K个是及格的,超几何分布描述了在该N个样本中抽出n个,其中k个是不及格的概率。记为 。
概率质量函数:
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泊松分布适合于描述 单位时间 或 单位空间 内随机事件发生的 次数 的概率分布。记为 。
概率质量函数:
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期望:
方差:
在二项分布的伯努利试验中,如果 试验次数n很大 ,二项分布的 概率p很小 ,且乘积 λ= np 比较适中,则事件出现的次数的概率可以用泊松分布来逼近。
p(a-b)表示a发生,而b不发生,因此
p(a-b)=p(a)-p(ab)
任何情况下
P(A-B)=P(A)-P(A∩B)
只有B是A的子集时
P(A-B)=P(A∩B)
扩展资料按照随机变量可能取得的值,可以把它们分为两种基本类型:
离散型
离散型(discrete)随机变量即在一定区间内变量取值为有限个或可数个。例如某地区某年人口的出生数、死亡数,某药治疗某病病人的有效数、无效数等。离散型随机变量通常依据概率质量函数分类,主要分为:伯努利随机变量、二项随机变量、几何随机变量和泊松随机变量。
连续型
连续型(continuous)随机变量即在一定区间内变量取值有无限个,或数值无法一一列举出来。例如某地区男性健康成人的身长值、体重值,一批传染性肝炎患者的血清转氨酶测定值等。有几个重要的连续随机变量常常出现在概率论中,如:均匀随机变量、指数随机变量、伽马随机变量和正态随机变量。
一般而言,概率密度函数(Probability Distribution Function)是针对连续型随机变量的,相应针对离散型随机变量有概率质量函数(Probability Mass Function)。
概率质量函数即随机变量在各个可能值上对应的概率,你可以把它想象成一个直方图。
设X是一个随机变量,如果它全部可能的取值只有有限个或可数无穷个,则称X为一个离散型随机变量。
设X1,X2,…是随机变量X的所有可能取值,对每个取值Xi,X = xi是其样本空间S上的一个事件,为描述随机变量X,还需知道这些事件发生的可能性(概率)。
定义1 设离散型随机变量X的所有可能取值为xi(i=1,2,…),
P(X = xi) = Pi,i = 1,2,
称为X的概率分布或分布律,也称概率函数。
常用表格形式来表示X的概率分布:
X x1 x2 xn
Pi p1 p2 pn
由概率的定义,Pi(i = 1,2,)必然满足:
(1),i=1, 2, …;
(2)
∑ Pi = 1
i
例1 某篮球运动员投中篮圈的概率是09,求他两次独立投篮投中次数X的概率分布.[2]
解 X可取0,1,2为值,记Ai={第i次投中篮圈},i=1,2,则P(A1) = P(A2) = 09
,
,
且 PX = 0 + PX = 1 + Px = 2 = 1
于是,X的概率分布可表示为
X 0 1 2
P_i 001 018 081
关于分布律的说明
若已知一个离散型随机变量X的概率分布:
X x_1 x_2 x_n
P_i p_1 p_2 p_n
则可以求得X所生成的任何事件的概率,特别地,
,
例如,设X的概率分布由例1给出,则
P{x<2}=P{x=0}+P{X=l}=00l+018=019
P{}=P{X=0}+P{X=1}+P{X=2}=1
离散型随机变量是概率论中的一个重要概念。它是指在一定范围内取值的不连续的随机变量,其取值只能是某些确定的数值。
扩展资料:
1、离散型随机变量的定义
离散型随机变量是指在一个取值区间内,可能会取到其中某些整数取值的随机变量。例如,考虑掷一枚骰子,那么这个随机变量的取值只能是1、2、3、4、5、6等六个整数。
2、离散型随机变量的概率质量函数
对于一个离散型随机变量X,其概率质量函数(Probability Mass Function,简称PMF)可以表示为P(X=k),其中k是变量X可能取的整数值。这个函数表示了在某一个特定取值下,随机变量X出现的概率。
3、离散型随机变量的期望与方差
对于一个离散型随机变量X,其期望值E(X)和方差Var(X)可以分别表示为:
E(X)=∑kPkk,其中Pk为X取到k时的概率;
Var(X)=E[(X-E(X))^2]=∑k[Pk(k-E(X))^2],其中E(X)为X的期望。
通过计算期望和方差,可以更好地描述离散型随机变量的性质,包括均值、分布等。
4、离散型随机变量的分布:
离散型随机变量的常见分布包括:
伯努利分布:只有两个取值的离散型随机变量;
二项分布:描述多次独立重复实验中成功次数的概率分布;
泊松分布:描述单位时间或空间内随机事件发生的次数的分布;
几何分布:描述多次独立重复实验中首次成功的概率分布。
5、离散型随机变量在实际应用中的应用
离散型随机变量在实际应用中有广泛的应用,如在金融、物流、医学、工程等领域。例如,在物流领域中,可以利用离散型随机变量进行商品库存管理,以便更好地控制存货水平和缓解上下游之间的供需压力。
6、结语
离散型随机变量是概率论中的基本概念之一,主要关注随机变量在某个范围内取某些确定的值。我们需要尽可能深入地理解离散型随机变量的性质和特点,以更好地应用到实际问题中去。
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