第二节 离散型随机变量及其概率分布PPT讲稿.ppt
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1、第二节 离散型随机变量及其概率分布第1页,共57页,编辑于2022年,星期二一、离散型随机变量的概率分布一、离散型随机变量的概率分布 从中任取从中任取3 3 个球,个球,取到的白球数取到的白球数X X是一个随机变量是一个随机变量 .(1)(1)X X 可能取的值是可能取的值是0,1,2;0,1,2;(2)(2)取每个值的概率为取每个值的概率为引例引例这样,我们就掌握了这样,我们就掌握了X X这个随机变量取值的这个随机变量取值的概率规律概率规律.且且第2页,共57页,编辑于2022年,星期二一、离散型随机变量的概率分布一、离散型随机变量的概率分布 研究离散型随机变量概率分布,即寻找随机变量研究离
2、散型随机变量概率分布,即寻找随机变量所有可能的取值以及取每个值所对应的概率。所有可能的取值以及取每个值所对应的概率。1 1、离散型随机变量的定义、离散型随机变量的定义 分布函数可以研究离散型随机变量的概率分布,分布函数可以研究离散型随机变量的概率分布,除此之外,针对离散型特点,我们引入研究离散型随除此之外,针对离散型特点,我们引入研究离散型随机变量的重要工具机变量的重要工具概率分布律(列)概率分布律(列)第3页,共57页,编辑于2022年,星期二一、离散型随机变量的概率分布一、离散型随机变量的概率分布2 2、离散型随机变量的概率分布、离散型随机变量的概率分布 定定义义:设设 x xk k(k
3、k=1,2,=1,2,)是是离离散散型型随随机机变变量量 X X 所所取取的的一切可能值,称一切可能值,称为为离散型随机变量离散型随机变量 X X 的分布律的分布律.概率分布列概率分布列概率分布阵概率分布阵第4页,共57页,编辑于2022年,星期二一、离散型随机变量的概率分布一、离散型随机变量的概率分布3 3、性质、性质用这两条性质用这两条性质判断一个函数判断一个函数是否是分布律是否是分布律注意:注意:只有离散型才有概率分布列。只有离散型才有概率分布列。思考:思考:下列两个等式一样么?下列两个等式一样么?第5页,共57页,编辑于2022年,星期二解解:依据分布律的性质依据分布律的性质P P(X
4、 X=k k)0,)0,a a0,0,从中解得从中解得即即例例1 1设随机变量设随机变量X X的分布律为的分布律为k k=0,1,2,=0,1,2,试确定常数试确定常数a a.一、离散型随机变量的概率分布一、离散型随机变量的概率分布第6页,共57页,编辑于2022年,星期二例例2 2 某篮球运动员投中篮圈概率是某篮球运动员投中篮圈概率是0.90.9,求他两次独立投,求他两次独立投篮投中次数篮投中次数X X 的概率分布的概率分布.解:解:X X可取值为可取值为0,1,2 0,1,2 P P X X=0=(0.1)(0.1)=0.01=0=(0.1)(0.1)=0.01 P P X X=1=2(0
5、.9)(0.1)=0.18=1=2(0.9)(0.1)=0.18 P P X X=2=(0.9)(0.9)=0.81=2=(0.9)(0.9)=0.81一、离散型随机变量的概率分布一、离散型随机变量的概率分布即即第7页,共57页,编辑于2022年,星期二一、离散型随机变量的概率分布一、离散型随机变量的概率分布例例3 3 设随机变量设随机变量X X的分布列为的分布列为求:常数求:常数a a,P P(X X1)1),P P(-2(-2X X 0)0),P P(X X 2).2).解:解:由归一性由归一性得得P P(X X1)1)P P(-2(-2X X0)0)=P=P(X X=-2)+=-2)+P
6、 P(X X=-1)+=-1)+P P(X X=0)=5/8=0)=5/8=P P(X X=-1)+=-1)+P P(X X=0)=1/2=0)=1/2P P(X X 2)2)=P P(X X=2)=1/4=2)=1/4第8页,共57页,编辑于2022年,星期二一、离散型随机变量的概率分布一、离散型随机变量的概率分布小结:小结:即:离散型随机变量落入任何区间内的概率,等于该区即:离散型随机变量落入任何区间内的概率,等于该区间内所有正概率点对应概率之和。间内所有正概率点对应概率之和。第9页,共57页,编辑于2022年,星期二练练习习1 1 某某射射手手连连续续向向一一目目标标射射击击,直直到到命
7、命中中为为止止,已已知知他每发命中的概率是他每发命中的概率是p p,求射击发数,求射击发数X X的分布律的分布律.解解:X X 可能取的值是可能取的值是1,2,1,2,,P P X X=1=1=P P(A A1 1)=)=p p,为计算为计算 P P X X=k k ,k k=1,2,=1,2,,A Ak k =第第k k发命中发命中,k k=1,2,=1,2,,设设于是于是一、离散型随机变量的概率分布一、离散型随机变量的概率分布分布律为分布律为第10页,共57页,编辑于2022年,星期二二、离散型随机变量的分布函数二、离散型随机变量的分布函数 随机变量的分布函数同样可以描述随机变量落入任意区
8、随机变量的分布函数同样可以描述随机变量落入任意区间的概率,那么分布函数与离散型分布列有什么关系呢?间的概率,那么分布函数与离散型分布列有什么关系呢?第11页,共57页,编辑于2022年,星期二二、离散型随机变量的分布函数二、离散型随机变量的分布函数当当 x x0 0 时时,X X x x =,故故 F F(x)x)=0=0例例4 4设随机变量设随机变量 X X 的分布律为的分布律为当当 0 0 x x 1 1 时时,F F(x x)=)=P P X X x x=P P(X X=0)=0)=F F(x x)=P=P(X X x x)解解X X求求 X X 的分布函数的分布函数 F F(x x).
9、第12页,共57页,编辑于2022年,星期二当当 1 1 x x 2 2 时时,F F(x x)=)=P P X X=0+=0+P P X X=1=+=1=+=当当 x x 2 2 时时,F F(x x)=)=P P X X=0+=0+P P X X=1+=1+P P X X=2=1=2=1二、离散型随机变量的分布函数二、离散型随机变量的分布函数第13页,共57页,编辑于2022年,星期二故故特点:特点:下面我们从图形上来看一下下面我们从图形上来看一下.1.1.分段函数分段函数2.2.右连续右连续3.3.X X取值点为分界点取值点为分界点4.4.分段区间左闭右开分段区间左闭右开二、离散型随机变
10、量的分布函数二、离散型随机变量的分布函数第14页,共57页,编辑于2022年,星期二的分布函数图的分布函数图二、离散型随机变量的分布函数二、离散型随机变量的分布函数特点:特点:阶梯曲线阶梯曲线在在x xk k 处有跳跃处有跳跃跳跃值为跳跃值为P P X=xX=xk k =p pk kX X第15页,共57页,编辑于2022年,星期二二、离散型随机变量的分布函数二、离散型随机变量的分布函数总结:总结:设离散型随机变量设离散型随机变量 X X 的分布律为的分布律为P P X=xX=xk k =p pk k ,k=k=1,2,3,1,2,3,F F(x x)=)=P P(X X x x)=)=即即F
11、 F(x x)是是 X X 取取 的诸值的诸值 x xk k 的概率之和的概率之和.则其分布函数为则其分布函数为第16页,共57页,编辑于2022年,星期二例例5 5 一个靶子是半径为一个靶子是半径为2m2m的圆盘的圆盘,设击中靶上任设击中靶上任一同心圆盘上的点的概率与该圆盘的面积成正比一同心圆盘上的点的概率与该圆盘的面积成正比,并设射击都能中靶并设射击都能中靶,以以X X表示弹着点与圆心的距离表示弹着点与圆心的距离.试求随机变量试求随机变量 X X 的分布函数的分布函数.解解二、离散型随机变量的分布函数二、离散型随机变量的分布函数第17页,共57页,编辑于2022年,星期二于是于是故故 X
12、X 的分布函数为的分布函数为其图形为一连续曲线其图形为一连续曲线二、离散型随机变量的分布函数二、离散型随机变量的分布函数第18页,共57页,编辑于2022年,星期二二、离散型随机变量的分布函数二、离散型随机变量的分布函数练习练习2 2 设随机变量设随机变量X X的分布列为的分布列为求:求:F F(x x).).第19页,共57页,编辑于2022年,星期二三、几种常见离散型随机变量的概率分布三、几种常见离散型随机变量的概率分布1 1、单点分布(或退化分布)、单点分布(或退化分布)若随机变量若随机变量X X的全部可能取值为常数的全部可能取值为常数c c,即,即“X=cX=c”是必是必然事件,其概率
13、分布为然事件,其概率分布为P P(X=cX=c)=1)=1则称则称X X服从服从单点分布单点分布(或退化分布或退化分布).).例如,从一批全是合格品的产品中,任取例如,从一批全是合格品的产品中,任取c c件进行合格件进行合格性检查,若以性检查,若以X X表示所取到的合格品数,则表示所取到的合格品数,则“X=cX=c”是必是必然事件,其概率分布为然事件,其概率分布为P P(X=cX=c)=1.)=1.第20页,共57页,编辑于2022年,星期二三、几种常见离散型随机变量的概率分布三、几种常见离散型随机变量的概率分布2 2、两点分布(或、两点分布(或0-10-1分布、伯努利分布)分布、伯努利分布)
14、设随机变量设随机变量 X X 只可能取只可能取0 0与与1 1两个值两个值 ,它的分布它的分布律为律为则称则称 X X 服从服从 (0-1)(0-1)分布或两点分布分布或两点分布.第21页,共57页,编辑于2022年,星期二三、几种常见离散型随机变量的概率分布三、几种常见离散型随机变量的概率分布例如例如 200200件产品中,有件产品中,有190190件合格品件合格品,10,10件不合格品,件不合格品,现从中随机抽取一件,若规定现从中随机抽取一件,若规定取得不合格品取得不合格品,取得合格品取得合格品.则随机变量则随机变量 X X 服服从从两点两点分布分布.两点分布是最简单的一种分布两点分布是最
15、简单的一种分布,任何一个任何一个只有两只有两种可能结果种可能结果的随机现象的随机现象,比如新生婴儿是男还是女、明比如新生婴儿是男还是女、明天是否下雨、种籽是否发芽等天是否下雨、种籽是否发芽等,都属于两点分布都属于两点分布.第22页,共57页,编辑于2022年,星期二三、几种常见离散型随机变量的概率分布三、几种常见离散型随机变量的概率分布3 3、独立重复试验与二项分布、独立重复试验与二项分布(1 1)独立重复试验)独立重复试验 掷骰子:掷骰子:“掷出掷出4 4点点”,“未掷出未掷出4 4点点”抽验产品:抽验产品:“是正品是正品”,“是次品是次品”设在一次试验设在一次试验E E中只考虑两个互逆的结
16、果:中只考虑两个互逆的结果:A A 或或这样的试验这样的试验E E称为称为贝努利试验贝努利试验 .(两点分布)(两点分布)将伯努利试验将伯努利试验E E独立独立地地重复重复地进行地进行n n次次 ,则称这一串则称这一串重复的独立重复的独立试验为试验为n n重贝努利试验重贝努利试验 .“重复重复”是是指这指这 n n 次试验中次试验中P P(A A)=p=p 保持不变保持不变.“独立独立”是指各次试验的结果互不影响是指各次试验的结果互不影响 .第23页,共57页,编辑于2022年,星期二三、几种常见离散型随机变量的概率分布三、几种常见离散型随机变量的概率分布例如:例如:某射手独立向目标连续射击某
17、射手独立向目标连续射击4 4次,每次的命中率次,每次的命中率均为均为0.80.8,求其恰好命中,求其恰好命中3 3次的概率。次的概率。分析:分析:该实验为该实验为4 4重贝努利重贝努利第24页,共57页,编辑于2022年,星期二三、几种常见离散型随机变量的概率分布三、几种常见离散型随机变量的概率分布 由此可见,由此可见,n n重贝努利试验中,所研究的事件重贝努利试验中,所研究的事件在多次试验中在多次试验中“恰好发生恰好发生k k次次”的概率,对于研究试的概率,对于研究试验序列各种复杂的结果有着重要的意义。验序列各种复杂的结果有着重要的意义。第25页,共57页,编辑于2022年,星期二三、几种常
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