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2. 随机变量的分布. 内容. §2.1 离散型随机变量的分布律. §2.2 随机变量的分布函数. §2.3 连续型随机变量的分布密度. §2.4 随机变量相互独立. 学习目标. 1. 随机变量、分布函数、分布律、分布密度. 2. 一维随机变量、二维随机变量. 3. 随机变量相互独立. X. P. X. P. X. P. 若随机变量 X 的分布率为. 称 X 服从参数为 p 的 0-1 分布,记作 X~B(1,p). 若随机变量 X 的分布率为. 称 X 服从参数为 p 的二项分布,记作 X~B(n,p).
E N D
2 随机变量的分布
内容 §2.1离散型随机变量的分布律 §2.2随机变量的分布函数 §2.3连续型随机变量的分布密度 §2.4随机变量相互独立
学习目标 1.随机变量、分布函数、分布律、分布密度 2.一维随机变量、二维随机变量 3.随机变量相互独立
X P
X P X P 若随机变量X的分布率为 称X服从参数为p的0-1分布,记作X~B(1,p).
若随机变量X的分布率为 称X服从参数为p的二项分布,记作X~B(n,p).
当p=0.5时,二项分布是对称的,p≠0.5非对称 随着k的增加,P{X=k}先增后减,在某个k0处有 最大值.即存在k=k0同时满足
称这样的k0为X的最可能值. 可见,按m<(n+1)p或m>(n+1)p上式>1或<1. 从而,P(m)>P(m-1)或P(m)<P(m-1).
若随机变量X的分布率为 称X服从参数为λ的Poisson分布,记作X~P(λ).
若随机变量X的分布率为 称X服从参数为p的几何分布,记作X~G(p).
若随机变量X的分布率为 称X服从参数为n,M,N的超几何分布,记作 X~H(n,M,N).
(X,Y) P
2 2 1 1 X \Y X \Y 1 1 2 2
2 1 X \Y 1 2 例 袋中装有2个红球3个白球2个黑球,从中任取 3个球,若以X表示其中的红球数,Y表示其中的白 球数,试求(X,Y)的分布律。 (0,2), 解 (0,1), (X,Y)可能取的数值只有(0,3), (1,2), (1,1)以及(1,0),(2,1),(2,0).
(X,Y) P 这是等可能取球、取后不放回的情形, 可求得(X,Y)的分布律为: (0,3) (0,2) (0,1) (1,2) (1,1) (1,0) (2,1) (2,0)
1) 超几何分布: 2) 三项分布:
例 设X的分布律为 X P 求分布函数F(x).
1 一维连续型随机变量的分布密度 对于实轴上的任意一集合D,如果存在一个在实轴上处处 有定义、非负、可积的函数p(x),使 则称X为一维连续性随机变量, 称p(x)为X的分布密度函 数,简称为分布密度。
则称X在区间 服从均匀分布 2一维连续型随机变量常用的分布 1)均匀分布Uniform Distribution: 若一维连续型随机变量X的分布密度为
F(x) P(x) 1 o o 例 故X的分布函数为
例 公共汽车站从上午7时起,每15分钟来一班车, 即7:00、7:15、7:30、7:45等时刻有汽车到达此站。 如果乘客在7:00至7:30之间等可能地到达车站,试 求①他等车的时间不到5分钟,②等车的时间超过 5分钟的概率。 解 设乘客于7点过X分钟到达车站, 则X~U(0,30) X的分布密度
则称X服从参数为 的指数分布, 2)指数分布Exponential Distribution 如果一维连续型随机变量X的分布密度为 分布函数为
例 设某种灯泡的使用寿命为X,且X~E(0.01), 求此种灯泡使用寿命超过100小时的概率。 例 某计算机在报废前使用的总时间(小时)X是 连续性随机变量,它的分布密度为 试求①这台计算机在报废前能够使用500小时以上 的概率;②已经使用500小时后还能使用300小时 以上的概率。
3) 标准正态分布 如果一维连续型随机变量X的分布密度为 则称X服从标准正态分布, 记作X~N(0,1). 当X~N(0,1)时,它的分布函数为
当X~N(0,1)时,分布密度有性质 (1)p(x)是偶函数,曲线关于 y轴对称;
4) 非标准正态分布Normal Distribution: 如果一维连续型随机变量X的分布密度为 它的分布函数为
例 当X~N(1.5,4)时, =0.8413 =0.0030; =0.8383; =0.7612; =0.2388.
例 =0.6826; =0.9544; =0.9974;
5) 二项分布的正态近似: DeMoivre-Laplace中心极限定理 设随机变量Y~B(n,p),n=1,2, …,n, …且0<p<1, 则对任意实数x有
例 上抛硬币40次,若正面朝上的次数为X,求 P{X=20},P{X>25}. 解 n=40,p=1/2,由二项概率公式 =0.1254; 用二项分布的正态近似求P{X=20}时,将所求概率化为 P{19.5<X<20.5},np=20,np(1-p)=10得 P{X=20}=P{19.5<X<20.5}
例 某车间有400台同类型机器,每台机器开动时 每台机器开动的时间只占工作时 需要用电Q瓦。 间的3/4,且各台机器的停与开是相互独立的。 试计算应该供应多少瓦电力才能以99%的概率保 证正常生产的需要? 解 设任一时刻有X台机器同时开动,则X~B(n,p) n=400,p=3/4, 设k是满足需要的台数, 使P{X<k}=0.99 则kQ瓦就是应该供应的电力数。 这里np=300,np(1-p)=75,