半個月學完概率論與數理統計(第二章02)

2021-01-08 小木頭講數學

我們接著來學習,第二章前一部分我們學習的是有關隨機變量基本概念,介紹了常見連續隨機變量和離散隨機變量背景、期望與方差,今天我們來學習隨機變量函數的有關內容。

筆記

和前面一樣,隨機變量函數的分布分為兩類,離散隨機變量函數和連續隨機變量函數。

(1)離散隨機變量函數的分布

離散隨機變量函數的分布比較容易,用對應函數值替換,然後把那些相等的值分別合併,並把對應的概率相加即可。看下圖例題,很簡單。

例題

(2)連續隨機變量函數的分布

連續隨機變量函數的分布分兩種情況來看,函數嚴格單調與逐段嚴格單調。定理不好直接理解,我們從證明思想過程來解釋一下定理。若設y=g(x)嚴格單增,反函數h(y),顯然g(x)在(a.b)取值,那麼

y<a時,分布函數為0

y>b時,分布函數為1

a<y<b時,

P(Y≤y)=P(g(X)≤y)=P(X≤h(y))再使用分布函數定義,積分上限是h(y),求導得到密度函數時,所以這就是為什麼公式後面多了一項 h(y)的導數。

下面四個定理都是上述公式的應用

一些很有用的結論

一個個來解釋:

①這個定理表明,正態變量的線性變換仍為正態變量,其期望與方差也可直接根據線性變換得到。

證明方法:根據a>0(<0)嚴格單增(減)

②對數正態分布中μ稱為對數均值, σ稱為對數方差,它是一個偏態分布。

證明方法:e是嚴格增函數

③這個定理表明,任一伽馬分布可以轉化成χ分布。例如X~Ga(α.λ),則 2λX~Ga(α.1/2)=χ(2α),

證明方法:由k>0,y=kx是嚴格增函數

④這個定理表明,任一個連續隨機變量X都可以通過其分布函數F(x)與均勻分布隨機變量U發生關係。

證明方法:題目已要求遞增 ,用定義。

分布的其它特徵數

這一節重點理解各特徵數的概念,代表隨機變量什麼特徵。

(1)k階矩

一原點矩是數學期望

二階中心矩是方差

(2)變異係數

比較兩個隨機變量的波動大小(變異係數是無量綱量,比起用方差比較波動程度,消除了量綱對波動的影響)。

(3)分位數

求解概率統計問題常歸結為求概率不等式F(x)≤p,根據分布函數的單調性,解可用分位數x≤Xp表示。

(4)中位數

描述隨機變量的位置特徵。

(5)偏度係數

描述分布偏離對稱性的程度的一個特徵數。

(7)峰度係數

描述尖峭程度和尾部粗細的一個特徵數。

今天的分享就到這裡了,下次我們學習多維隨機變量及其分布,如果單個的學好了,多維學起來也不會難。若有哪裡不對的地方,還請評論批評指出,我們共同學習,共同進步。

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