概率论与数理统计教案1(3)

2019-08-29 23:38

(1)分布律表示方法——公式法

(2)分布律表示方法——列表法

也可以用下列表格或矩阵的形式来表示,称为随机变量的分布律:

? 分布列的性质:

非负性:1)pi?0

?

规范性:2)?pi?1

i?1分布函数 F(x)??0例1: 已知X~?1??41?a?xi?xpi

2?? (1)求a,(2)分布函数 2a??x?00?x?11?x?2x?2?0?11?4【解】a?? F(x)??32?4?1?

例2:设袋中有五个球(3个白球2个黑球)从中任取两球,X表示取到的黑球数。(1)求X的分布律;(2)为随机变量X的分布函数 【解】X可能取值为0,1,2。

P{X?0}?310,P{X?1}?135610?35,P{X?2}?110

?0X的分布律 X~?3??10?0?1?10F(x)??9?10?1?2?1? ?10?x?00?x?11?x?2x?2

三、连续型随机变量

1.一维连续型随机变量的概念

定义1 若X是随机变量,F(x)是它的分布函数,如果存在函数f(x),使对任意的x,有F(x)??x??f(t)dt,则称X为连续型随机变量,相应的F(x)为连续型分布函数.同时称

f(x)p(x)是F(x)的概率密度函数或简称为密度.

2.密度函数f(x)具有下述性质:

(1)非负性f(x)?0 (1)规范性?????f(x)dx?1

(3) x?(?X)?P(px{???xx22})?F(x2)?F(x1)?11 (4)p{X?x0}?0 (5)由F(x)?

dF(x)dx?xx2x1x1pf((yx)dy)dx

?x??p(y)dy式可知,对p(x)的连续点必有

?F'(x)?p(x)

例3:设随机变量X的分布函数为 F(x)?A?Barctanx。

(1)求A,B ,f(x) (2)求 p{X?1|X??1}

【解】 F(??)?limF(x)?0

x???Fx(?) F(??)?limx??? 得 A?12,B?1?, f(x)?1?(1?x)?2

1?F(1)1?F(?1)13 p{X?1|X??1}=

p{X?1,X??1}p{X??1}p{X?1}p{X??1}??

?kx?x例4:设随机变量X的概率密度函数为 f(x)??2?2??00?x?33?x?4。 other(1)k (2)分布函数 (3)求 p{1?X?414872}

【解】 (1/6)(四、常见分布

(1)两点(0-1)分布 设离散型随机变量?的的分布列为

?01?? P? ??1?P其中0?P?1,则称?服从两点分布,亦称?服从(0—1)分布,简记为?~(0—1)分布. (2)二项分布 若离散型随机变量?的分布列为

k p(??k)?Cnpq,k?nkk?0,1?,2, n其中0?p?1,q?1?p,则称?服从参数为n,p的二项分布,简称?服从二项分布,记为

?~b(k;n,p).

nk 易验证 P(??k)?0?,Cnk?0pqk?nk?(p?q)? 1n显然,当n=1时,二项分布就化为两点分布.可见两点分布是二项分布的特例.

(3)普哇松(Poisson)分布 设离散型随机变量?的所有可能取值为0,1,2,?,且取各个值的概率为 P(??k)??ek??k!,k?0,1?,2 ,,其中??0为常数,则称?服从参数为?的普哇松分布,记为?~P(k;?).易验证

(1P)?(?k?)0k,?0,?1,2,;

?(2?)P?(?k?)?k?0?kk!e???

1 定理(普哇松定理)在n重贝努里试验中,事件A在一次试验中出现的概率为pn(与试验总数n有关)如果当n??时,npn??(??0常数),则有

(n;n,p?) limbk?x?0k!?k??e?k,0?,1 ,2, (4)几何分布 设?是一个无穷次贝努里试验序列中事件A首次发生时所需的试验次数,且可能的值为1,2,?.而取各个值的概率为 P(??k)?(1?p)k?1p?qk?1p,k?1,2.?.

其中0?p?1,q?1?p,则称?服从几何分布.记为?~g(k,p).易验证

(1P)?(?k?)pq?k?10?k,1?,2,

?(2?)pqk?1k?1?1

(5)均匀分布

若随机变量?(?)的概率密度函数为

?1? p(x)??b?a?0?a?x?b其他

时,则称随机变量?(?)服从[a,b]上的均匀分布.显然p(x)的两条性质满足.其分布函数为

?0??x?a F(x)???b?a??1x?aa?x?bx?b

记为?~U[a,b]. (6)指数分布

若随机变量X的分布函数为

?1?e??x F(x)?p{X?X}???0x?0x?0

概率中称X服从参数为?的指数分布.而随机变量X的概率密度为 ??e??x, p(x)???0,x?0x?0

(7)正态分布

设随机变量X的概率密度为

pf((xx))?12???(x??)2?22e,???x?? (*)

2X~N(?,?) ?,?(??0)是两个常数,则称设随机变量X服从?,?的正态分布,记为(??相应的分布函数为

F(x)?12???x???(y??)2?22edy,???x??

并且称F(x)为正态分布,记作N(?,?2).如果一个随机变量X的分布函数是正态分布,也称X是一个正态变量.

N(0,1)分布常常称为是标准正态分布,其密度函数通常以?(x)表示,相应的分布函数

则记作?(x),所以?(x)??x???(y)dy?12??x??e?y22dy

(1)?(x)是偶函数,图像关于y轴对称,f(x)关于x??对称; (2)?(x)在x?0,f(x)在x??取得最大值; (3)x??1是?(x)的拐点,x???是f(x)的拐点; (4)若X~N(?,?2),则p{X??}?p{X??}?0.5 (5)?(?x)?1??(x)

例5:设随机变量?服从正态N(108,9)分布,

(1)求P(101.1???117.6). (2)求常数a,使P(??a)?0.90 【解】

??108??(1)P(101.1???117.6)?P??2.3??3.2?3????(3.2)??(?2.3)??(3.2)?(1??(2.3))?0.999313?1?0.989276?0.988589;

(2)P(??a)?P?????1083?a?108???0.90,所以 3?

a?1083?1.28,a?111.84;

五、一维随机变量函数的分布 1.一维离散型随机变量函数的分布 例6,已知X~??0.2???100.210.42?2?2X?1,2X, 求的分布列。 ?0.2?


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