概率论与数理统计知识点总结(超详细).docx
《概率论与数理统计知识点总结(超详细).docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《概率论与数理统计知识点总结(超详细).docx(72页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、NO.1概率论基本概念一、随机试验1 .确定性现象:必然发生或必然不发生的现象。2 .随机现象:在一定条件下我们事先无法准确预知其结果的现象,称为随机现象.3 .随机现象的特点:人们通过长期实践并深入研究之后,发现这类现象在大量 重复试验或观察下,它的结果却呈现出某种统计规律性.概率论与数理统计是研 究随机现象统计规律性的一门学科.4 .随机试验:为了对随机现象的统计规律性进行研究,就需要对随机现象进行 重复观察,我们把对随机现象的观察称为随机试验,并简称为试验,记为E.随机试验具有以下特点:(1)可重复性:试验可以在相同的条件下重复进行;(2)可观察性:试验结果可观察,所有可能的结果是明确的
2、;(3)随机性(不确定性):每次试验出现的结果事先不能准确预知.,但可以肯 定会出现所有可能结果中的一个.二、样本空间、随机事件.样本点:随机试验中的每一个可能出现的试验结果称为这个试验的一个样本 点,记作口.1 .样本空间:全体样本点组成的集合称为这个随机试验的样本空间,记为A.(或 S).即/ = q,02, I,例,1.随机事件:我们称试验E的样本空间人的子集为E的随机事件,简称事件, 在随机试验中,可能出现也可能不出现,而在大量重复试验中具有某种规律性. 一般用A,3,C,等大写字母表示事件.设A为一个事件,当且仅当试验中出 现的样本点gcA时.,称事件4在该次试验中发生.注:要判断一
3、个事件是否在一次试验中发生,只有当该次试验有了结果以后才 能知道.(1)基本领件:仅含一个样本点的随机事件称为基本领件.性质1:假设事件A,4, 1,4相互独立,那么其中任意加(1加()个事件也相互独 立.性质2:假设事件4,4, 1,4相互独立,那么将4,4, 1,4中任意小(1加二力个 事件换成它们的对立事件,所得的几个事件仍相互独立.特别是,假设 4,4,!,4相互独立,那么4,4, 1,4也相互独立.利用多个事件的独立性,可以简化概率的计算.(1)计算个相互独立的事件4,4, 1,4的积的概率,可简化为P(A,4, !,4) = P(A)P(4) 1尸(4)计算个相互独立的事件4,4,
4、1,4 的和的概率,可简化为 np(4 ! 4 !A) =1-riP(A) /=i十三、伯努利概型定理1:(伯努利定理)设在一次试验中,事件A发生的概率为p(0 p 1),那么在 九重伯努利试验中,事件A恰好发生次的概率为尸伏)=C pk Q - py-k ,(Z: = O,1, l,n) .q = -p定理2:设在一次试验中,事件4发生的概率为MOPD,那么在伯努利试验序列中,事件A在第k次试验中才首次发生的概率为pqi仆=1,2, l,q = l-pNO.2随机变量及其分布、随机变量定义设随机试验的样本空间为A,对每个都有一个实数X(与之威, 那么称X(为随机变量.简记为X .随机变量通常
5、用英文大写字母X,y,z或希腊字母等表示。随机变量的取值一般用小写字母光, 乂 2等表示。2随机变量的特征:(1)它是一个变量;(2)它的取值随试验结果而改变; (3)随机变量在某一范围内取值,表示一个随机事件,具有一定的概率。3随机变量的类型离散型:随机变量的所有取值是有限个或可列个连续性:随即变量的取值是某个区间或整个数轴二、离散型随机变量的概率分布1离散型随机变量定义:如果随机变量X的取值是有限个或可列无穷个,那么称 X为离散型随机变量.2概率分布定义:设离散型随机变量X的所有可能取值为 M,%, !, 后, ! , X取各个可能值的概率,即事件X=%的概率为 PX =% = pj,i
6、= l,2, !那么称其为离散型随机变量X的概率分布或分布律.常用表格形式来表示X的概率分布:Xxxx2!xn!PiPlPl!Pn!注:离散型随机变量可完全由其分布律来刻划.即离散型随机变量可完全由它的 可能取值以及取这些值的概率唯一确定.3离散型随机变量分布律的性质 PX=%=p/O,oooo、PX= 3 P&= 14常用离散型随机变量的分布(1)0-1分布或两点分布或伯努利分布.如果随 机变量X的分 布律为PX = 0 = -p , PX= 1=或 尸x =左 = p*(l-p)j (攵= 0,l,0p 1),那么称随机变量X服从参数为p 的0-1分布或两点分布,记作 XA(l, p)(其
7、中0 Vp W 1为参数)(2)二项分布如果随机变量X的分布律为尸X = Z = CpY1-p)(左=。L )那么称随机变量X服从参数为(小 力的二项分布,记作X。(m p)(其中场为自然数,0p0为常数),那么对任意给定的左,有= ex8k!三、随机变量的分布函数1定义:设X是一个随机变量,称尸(x) = P(X0x)(-00cx+oo)为X的分布函数.注:分布函数是一个普通的函数,其定义域是整个实数轴.在几何上,它表示随机变量X的取值落在实数左边的概率,对于任意的实数为,区),有 Px.Xx2=PXx2 -PXxi=F(x2)-F(xi)2分布函数的性质(1)单调非减:假设再,那么FMF(
8、x2);(2)规范性:0F(x)+oo(3)右连续性:即 limF(x) = F(x0).反之,具有上述三个性质的实函数,必是某个随机变量的分布函数。故该三个性质是 分布函数的充分必要性质。3离散型随机变量的分布函数设离散型随机变量X的概率分布为X x2 I xn Pi P P2 ! Pn !那么X的分布函数为尸(x) = P(X4x) = Z P(X) = PiXjXXjX一般地,对离散型随机变量P(X=xQ = Pk(k = 1,2,1),其分布函数为F(x)=PXx = PXx = PkXkXXkXU!U!I、连续型随机变量及其概率密度1定义:如果对随机变量X的分布函数尸(x),存在非负
9、函数/,使得对于任意实x数x有F(x) = PX 0 ;2 1:/(%)= 130 PxXx ) =F(x)-F(x)= /(%)心1 221 L. 124假设/(%)在点工处连续,那么有八(%)= /(X).3关于概率密度的说明对一个连续型随机变量X,假设其密度函数/,那么根据定义,可求得其分布函数F(x),同时,还可求得X的取值落在任意区间(a,勿上的概率:bPaXh = F(b) - F(a) = f fxdxJa0连续型随机变量X取任一指定值o(%o e R)的概率为0. PX = x0 =0因 PX = % = lim Px -瓯 X x = limr f(x)dx = 0颔-o=
10、J$-x注:概率为0的事件不一定是不可能事件.同样,概率为1的事件也不一定是必 然事件。b从而 PaX b=Pa X b=Pa Xb = PaX /?= /公4 一些常用的连续型随机变量的分布(1)均匀分布* 1 axb1)定义:假设连续型随机变量X的概率密度为了(幻=:匕,那么称X在g 其它区间3,加上服从均匀分布,XU (a,b).分 均匀分布的密度函数满足性质1)/(%)之。2)7(% 心-0ab -a3)均匀分布的分布函数争 0 x a A假设随机变量X服从在a,b上的均匀分布,那么分布函数为方(x)=记一axb.1 b 0,D定义 假设随机变量x的概率密度为/(x)= .力0,那么称
11、x服从匕参数为4的指数分布.简记为X - e(A).2)指数分布的分布函数多 0假设随机变量X服从参数4指数分布,那么X的分布函数为b(x) = x 0(3)正态分布)21)定义:假设随机变量X的概率密度为f(x)=1屋2吸00X00 .其中4和271(7b(b0)都是常数,那么称X服从参数为4和/的正态分布.记为XNQi,(y2),2)正态分布密度函数的图形性质:(1) .曲线关于直线x = 对称,这说明:对于任意的0,有 p/j- hX jLi = PjUX Ll + h )(2).当x = 时,/(x)取至U最大彳直/(4)=(2).当x = 时,/(x)取至U最大彳直/(4)=,工离越
12、远,/(x)的值就越小. 2cr这说明,对于同样长度的区间,当区间离越远时,随机变量X落在该区间 中的概率就越小.(3) .曲线y=x)在x = 土。处有拐点;曲线y=/(x)以。x轴为渐近线.假设。固定,而改变的值,那么/(x)的图形沿x轴平行移动,但不改变其形状 因此=X)图形的位置完全由参数4所确定.假设固定,而改变b的值,由于/(X)的最大值为/()=,可知1710当o越小时,y = x)图形越陡,因而X落在从附近的概率越大;反之, 当。越大时,y = /(x)的图形越平坦,这说明X的取值越分散.3)正态分布的分布函数:1 呼F(x) = I e 2。由2 兀 crJfF(x)的图形是
13、一条上升且关于点(从1)的曲线2-(4)标准正态分布定义:正态分布当 =0,b=l时称为标准正态分布,此时,其密度函数和分布函数常 “1 X 彳用浜)和(X)表示:9(x) =e 2,= J 6224一8标准正态分布的重要性在于,任何一个一般的正态分布都可以通过线性变换转化 为标准正态分布.定理1:设xn(4q2),那么y=xn(o,i).a定理2:如果XN (乩?),分布函数尸二“一口,对任意区间a,有 P(QX0) =(一)标准正态分布表的使用:(1)表中给出了 x0时(X)的数值,当x0时,利用正态分布的对称性,有 (X)=l(X);(2)假设 XN(0,l),那么 PXVb=(与();
14、(3)假设 XN(,b2),那么y=XN(o,l),a故X的分布函数 口 X-品。口口中- 一一 口 X-品。口口中- 一一不Q 一 I 一尸. 。/(x) = PXx=尸* X -九一 一V O o TPaXb=PaYb- 一V oO五、随机变量函数的分布随机变量的函数定义如果存在一个函数g(X),使得随机变量X,y满足:y=g(x),那么称随机变量丫是随机变量x的函数.当X取值%时,丫取值y = g(%)注:,由于x是随机变量,其取值事先不确定,因此丫的取值也不确定,也是 随机变量.本节主要解决的问题是,随机变量x的分布,求其函数 y=g(x)的分布,这里g()是的连续函数.1. x是离散
15、型随机变量求离散型随机变量函数的分布的一种方法:记y的所有可能取值为y,z = l,2, ! 对每个匕来说至少有一个演,使y, =g(z)成立,将所有满足匕=gg)式子中 的及对应的概率p&求和,作为事件Y = y.,i = l,2, 1的概率2. X是连续型随机变量设x的分布函数乙(%)或概率密度函数九(幻,那么随机变量函数y=g(x)的分 布函数可按如下方法求得:(1) .先求y=g(x)的分布函数FY(y) = PY y = Pgy = J fx(x)dxg(x)y.利用y=g(x)的分布函数与密度函数之间的关系求y = g(x)的密度函数 4(y) = (y)4.定理:设随机变量X具有
16、概率密度人(%),%(-8,+00),又设丁 =8(%)处处可导且恒有g)o(或恒有式无)0),那么y = g(x)是一个连续型随机变量,其概率密度为ay(32)=: 0, 其它ay(32)=: 0, 其它其中x = /z(y)是y = g(x)的反函数,且a = min(g(-oo), g(+cc), 0 = max(g(-go), g(+cc).NO.3多维随机变量及其分布一、二维随机变量及分布函数定义1二维随机变量定义:由随机变量x,y构成的有序数(x,y),称(x,y)为二维随机 变量或二维随机向量.注:在几何上,二维随机变量(x,y)可看作平面上的随机点的坐标2联合分布函数定义:设(
17、x,y)是二维随机变量,对任意实数九,丁,二元函数F(x,y) = P(XK%) !(YWy)圮为称为二维随机变量(X,丫)的分布函数或称为随机变量x和丫的联合分布函数.3二元分布函数的几何意义:假设将二维随机变量(x,y)看成是平面上随机点(x,y) 的坐标,那么分布函数f (x,y)就表示随机点(X,y)落在以点(XJ)为顶点的左 下方的无限矩形域内的概率4随机点(x,y)落在矩形区域:再内的概率为PxX x2,ylYy2= F(x2,必)一尸3, %) - 尸(%2,%) + 网2,y)5分布函数F(x, y)的性质(1) 0 F(x, y) x1, F (x2,y) F (xx. y)
18、,对任意固定的 x,当 y2y1, F(x,y2) F(x, yx);(3) F(x, y)关于 x 和 y 均为右连续,即 F(x, y) = F(x + 0, y)9 F(x9 y) = F(x, y + 0).(4)对任意的(尤2,%),再 %2,%Q(2)Z Pij= 1 3 j4二维离散型随机变量的联合分布函数设二维离散型随机变量(X,y)的联合概率分布为q(i, / = 1, 2, !)于是,(X,Y)的联合分布函数为F(x, y) = PXx, Yy=, 、口 , 、中中班 I x = xY=yjn= Zpx=m, Y=yj =LLPij I I i jU J J注:对离散型随机
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 概率论 数理统计 知识点 总结 详细
限制150内