孙斌-工程数学教案(8)

2019-08-03 11:49

?n?P(X?i)???pi(1?p)n?i?i?,

其中,i?0,1,2,?,n,0?p?1.

(3)超几何分布,设N,M,n为正整数,且n?N,M?N,又设随机变量X的概率函数为

?M??N?M?????k??n?k??P(X?k)?,k?0,1,?,n?N????n?.

则称随机变量X服从参数为N,M,n的超几何分布. (4) 泊松分布P(?),它的概率函数为

P(X?i)?其中,i?0,1,2,?,n,?,??0.

(5) 均匀分布,它的概率函数为

其中,i?0,1,2,?,n.

(6) 几何分布G(p),它的概率函数为

?ii!e??,

P(X?ai)?1n,

i?1P(X?i)?p(1?p),

其中,i?1,2,?,0?p?1.

5.二维随机变量

若对于试验的样本空间?中的每个试验结果e,有序变量(X,Y)都有确定的一对实数值与e相对应,即X?X(e), Y?Y(e),则称(X,Y)为二维随机变量或二维随机向量. 6.二维离散型随机变量及联合概率函数

如果二维随机变量(X,Y)仅可能取有限个或可列无限个值,那么,称(X,Y)为二维离散型随机变量.

二维离散型随机变量(X,Y)的分布可用下列联合概率函数来表示:

P(X?ai,Y?bj)?pij,i,j?1,2,?,

ij其中,.

7.二维离散型随机变量的边缘概率函数

pij?0,i,j?1,2,?,??pij?1?,) 设(X,Y)为二维离散型随机变量,pij为其联合概率函数(i,j?1,2,称概率

P(X?ai)(i?1,2,?)为随机变量X的边缘概率函数,记为pi?并有

pi.?P(X?ai)??pij,i?1,2,?j,

称概率P(Y?bj)(j?1,2,?)为随机变量Y的边缘概率函数,记为p.j,并有 p.j=

P(Y?bj)??pij,j?1,2,?i.

8.随机变量的相互独立性 .

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设(X,Y)为二维离散型随机变量,X与Y相互独立的充分必要条件为

多维随机变量的相互独立性可类似定义.即多维离散型随机变量的独立性有与二维相应的结论.

9.二维离散型随机变量(X,Y)的条件概率函数

设(X,Y)为二维离散型随机变量,pij为其联合概率函数 (i,j?1,2,?),X在给定Y?bj下的条件概率函数为

pij?pi?p?j,对一切i,j?1,2,?.

P(X?ai|Y?bj)?

pijp?j,i?1,2,?;

Y在给定X?ai下的条件概率函数为

10.随机变量函数的分布

P(Y?bj|X?ai)?pijpi?,j?1,2,?

设X是一个随机变量,g(x)是一个已知函数,Y?g(X)是随机变量X的函数,它也是一个随机变量.对离散型随机变量X,下面来求这个新的随机变量Y的分布.

设离散型随机变量X的概率函数为

X a1a2?an? p1p2?pn? Pr 则随机变量函数Y?g(X)的概率函数可由下表求得 Y?g(X) g(a1)g(a2)?g(an)? Pr

p1 p2 ? pn 但要注意,若g(ai)的值中有相等的,则应把那些相等的值分别合并,同时把对应的概率pi相加. 11.二维离散型随机变量函数的分布

如果二维离散型随机变量的联合概率函数为

P(X?ai,Y?bj)?pij,i,j?1,2,?,

则随机变量函数Z?g(X,Y)的概率函数为

P(Z?g(ai,bj))?pij,i,j?1,2,?,

但要注意,取相同g(ai,bj)值对应的那些概率应合并相加. 特别有下面的结论:

(j) 设X~B(m,p),Y~B(n,p),且X与Y相互独立,则X?Y~B(m?n,p); (ii) 设X~P(?1),Y~P(?2),且X与Y相互独立,则X?Y~P(?1??2).

三、思考题

1.某地有2500人参加人寿保险,每人在年初向保险公司交付把费12元,若在这一年内死亡,则由其家属从保险公司领取2000元.设该地人口死亡率为1.5%,求保险公司获利不少

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于10000元的概率.

2.已知二维随机变量(X,Y)的联合概率函数为 Y

X 0 1 2 111 0 9 18 6

1 1 ? ? 9 问?,?取何值时,X与Y相互独立?

第三章 连续型随机变量及其分布

一、教学要求

1.理解连续型随机变量及其概率密度的概念,并掌握其性质,掌握均匀分布、指数分布、正态分布及其应用.

2.理解二维随机变量的联合分布的概念、性质以及连续型随机变量联合概率密度;会利用二维概率分布计算有关事件的概率.

3.理解二维随机变量的边缘分布,了解二维随机变量的条件分布. 4.理解随机变量的独立性概念,掌握连续型随机变量独立的条件.

5.掌握二维均匀分布;了解二维正态分布的密度函数,理解其中参数的概率意义.

6.会求两个独立随机变量的简单函数的分布,会求两个独立随机变量的简单函数的分布,会求两个随机变量之和的概率分布.

7.会求简单随机变量函数的概率分布.

本章重点:一维及二维随机变量的分布及其概率计算.

二、知识要点 1.分布函数

随机变量的分布可以用其分布函数来表示,随机变量X取值不大于实数x的概率P(X?x)称为随机变量X的分布函数,记作F(x), 即

F(x)?P(X?x),???x??.

2.分布函数F(x)的性质 (1) 0?F(x)?1;

(2) F(x)是非减函数,即当x1?x2时,有F(x1)?F(x2);

F(x)?0,limF(x)?1lim (3) ;

x???x???F(x)?F(a)limF(x) (4) 是右连续函数,即x?a?0.

由已知随机变量X的分布函数F(x),可算得X落在任意区间(a,b]内的概率

也可以求得 3.联合分布函数

二维随机变量(X,Y)的联合分布函数规定为随机变量X取值不大于x实数的概率,同时随机

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P(a?X?b)?F(b)?F(a); P(X?a)?F(a)?F(a?0).

变量Y取值不大于实数y的概率,并把联合分布函数记为F(x,y),即

F(x,y)?P(X?x,Y?y),???x???,???y???.

4.联合分布函数的性质 (1) 0?F(x,y)?1;

(2) F(x,y)是变量x(固定y)或y(固定x)的非减函数; (3)

limF(x,y)?0,limF(x,y)?0x???y???,

limF(x,y)?0,limF(x,y)?1

x???y???x???y???;

(4) F(x,y)是变量x(固定y)或y(固定x)的右连续函数;

(5) P(x1?X?x2,y1?Y?y2)?F(x2,y2)?F(x2,y1)?F(x1,y2)?F(x1,y1). 5.连续型随机变量及其概率密度

设随机变量X的分布函数为F(x),如果存在一个非负函数f(x),使得对于任一实数x,有

成立,则称X为连续型随机变量,函数f(x)称为连续型随机变量X的概率密度.

??xF(x)??f(x)dx 6.概率密度f(x)及连续型随机变量的性质 (1)f(x)?0; (2)

?????f(x)dx?1;

(3)连续型随机变量X的分布函数为F(x)是连续函数,且在F(x)的连续点处有

F?(x)?f(x);

(4)设X为连续型随机变量,则对任意一个实数c,P(X?c)?0; (5) 设f(x)是连续型随机变量X的概率密度,则有

P(a?X?b)?P(a?X?b)?P(a?X?b)?P(a?X?b)

=a.

7.常用的连续型随机变量的分布

(1) 均匀分布R(a,b),它的概率密度为

?bf(x)dx其中,???a?b???).

?1,a?x?b;?f(x)??b?a?其余. ?0, (2) 指数分布E(?),它的概率密度为

其中,??0.

2??e??x,x?0;f(x)??其余. ?0, (3) 正态分布N(?,?),它的概率密度为

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?12f(x)?e2?,???x???2?? ,

其中,???????,??0,当??0,??1时,称N(0,1)为标准正态分布,它的概率密度为

(x??)21?x2f(x)?e,???x???2?,

标准正态分布的分布函数记作?(x),即

1?t2?(x)??edt???(x)2?,

当出x?0时,?(x)可查表得到;当x?0时,?(x)可由下面性质得到

x22?(?x)?1??(x).

2X~N(?,?),则有 设

x??F(x)??()?;

b??a??P(a?X?b)??()??()??.

8.二维连续型随机变量及联合概率密度

对于二维随机变量(X,Y)的分布函数F(x,y),如果存在一个二元非负函数f(x,y),使得对于任意一对实数(x,y)有

成立,则(X,Y)为二维连续型随机变量,f(x,y)为二维连续型随机变量的联合概率密度. 9.二维连续型随机变量及联合概率密度的性质

????xyF(x,y)???f(s,t)dtds (1) f(x,y)?0,???x,y???; (2)

??????????f(x,y)dxdy?1;

(3) 设(X,Y)为二维连续型随机变量,则对任意一条平面曲线L,有P(X,Y) (4) 在f(x,y)的连续点处有

?L)0?; ’

?2F(x,y)?f(x,y)?x?y;

(5) 设(X,Y)为二维连续型随机变量,则对平面上任一区域D有

P((X,Y)?D)???f(x,y)dxdyD.

10,二维连续型随机变量(X,Y)的边缘概率密度

设f(x,y)为二维连续型随机变量的联合概率密度,则X的边缘概率密度为

??fX(x)??Y的边缘概率密度为

??f(x,y)dy;

fY(y)??

????f(x,y)dx

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