正态分布以及相关的抽样分布

这篇博客详细介绍了正态分布的定义、性质及参数分析,包括标准正态分布和与之相关的χ2分布、t分布、F分布。文章讨论了这些分布的特性,如上分位点,并阐述了正态总体的样本均值和样本方差的分布规律。

by QZQ

基本

定义

  1. 若连续型随机变量X的概率密度为
    f(x)=12πσe(xμ)22σ2,<x<

    其中 μ , σ 为常数,则称X服从参数为 μ , σ 的正态分布或高斯分布,记为 XN(μ,σ2) .
  2. 事实上, μ 是X的期望, σ2 是X的方差.

性质

  1. 曲线关于 x=μ 对称,这表明对于任意 h>0
    P{μh<Xμ}=P{μ<Xμ+h}
  2. x=μ 时取到最大值
    f(μ)=12πσ
  3. x=μ±σ 处曲线有拐点。曲线以 Ox 轴为渐近线.

定性分析参数

  1. 固定 σ 改变 μ ,图形沿着 Ox 平移,不改变形状.正态分布的概率密度曲线的位置完全由参数 μ 所确定, μ 称为位置参数.
  2. 固定 μ 改变 σ ,由于最大值 f(μ)=12πσ ,可知当 σ 越小时图形变得越尖,因而X落在 μ 的概率越大.

标准正态分布

μ=0,σ=1 时称随机变量X服从标准正态分布.其概率密度和分布函数分别用 φ(x),Φ(x) 表示.

引理

XN(μ,σ2) ,则 Z=XμσN(0,1)

分位点

XN(0,1) ,若 zα 满足条件

P{X>zα}=α,0<α<1,

则称点 zα 为标准正态分布的上 α 分位点.

相关的样本分布

χ2 分布

X1,X2,...,Xn 是来自总体N(0,1)的样本,则称统计量

χ2=X21+X22+...+X2n

服从自由度为n的 χ2 分布,记为 χ2χ2(n)

性质
  1. 可加性。
    χ21+χ22χ2(n1+n2)
  2. 期望、方差
    E(χ2)=n,D(χ2)=2n
上分位点

χ2α(n)12(zα+2n1)2

t 分布

XN(0,1),Yχ2(n),且 X,Y 相互独立,则称随机变量

t=XY/n

服从自由度为n的 t 分布.记为tt(n)

上分位点

对称性:

t1α(n)=tα(n)

n>45时,
tα(n)zα

F 分布

Uχ2(n1),Vχ2(n2),且 U,V 相互独立,则称随机变量

F=U/n1V/n2

服从自由度为 (n1,n2) F 分布,记为FF(n1,n2)

上分位点

F1α(n1,n2)=1Fα(n2,n1)

正态总体的样本均值与样本方差的分布

对于总体X(任意分布,只要求存在均值和方差)的均值为 μ ,方差为 σ2,X1,X2,...Xn 是来自X的一个样本, X,S2 分别是样本均值和样本方差。

X=1ni=1nXi

S2=1n1i=1n(XiX)2=1n1(i=1nX2iX2)

E(X)=μ,D(X)=σ2/n,E(S2)=σ2.

进而,设 XN(μ,σ2),X 服从正态分布.
有以下定理
定理1

XN(μ,σ2/n)

定理2
1.
(n1)S2σ2χ2(n1)

2.
XS2

定理3

XμS/nt(n1)

定理4
X1,X2,...,XnY1,Y2,...,Yn 分别是来自正态总体 N(μ1,σ21)N(μ2,σ22) 的样本,且相互独立.

1.
S21/S22σ21/σ22F(n11,n21)

2. 当 σ21=σ22=σ2
(XY)(μ1μ2)Sw1n1+1n2t(n1+n22)

其中
S2w=(n11)S21+(n21)S22n1+n22,Sw=S2w

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值