均匀分布和高斯分布

一、均匀分布
若连续型随机变量X具有概率密度
f ( x ) = { 1 b − a , a &lt; x &lt; b 0 , 其 他 f(x) = \begin{cases} \tfrac{1}{b-a}, &amp; { a&lt;x&lt;b } \\ 0, &amp; {其他 } \end{cases} f(x)={ba1,0,a<x<b

则称X在区间(a,b)上服从均匀分布。记为X~U(a,b)。

易知 f ( x ) ≥ 0 f(x)\geq 0 f(x)0,且 ∫ − ∞ ∞ f ( x ) d x = 1 \int_{-\infty}^{\infty}f(x)dx=1 f(x)dx=1

在区间(a,b)上服从均匀分布的随机变量X,具有下述意义的等可能性,即它落在区间(a,b)中任意等长度的子区间内的可能性是相同的。或者说它落在(a,b)的子区间内的概率只依赖于子区间的长度而与子区间的位置无关。事实上,对于任一长度L的子区间(c,c+l), a ≤ c &lt; c + l ≤ b a{\leq}c&lt;c+l{\leq}b ac<c+lb,有
P { c &lt; X ≤ c + l } = ∫ c c + l f ( x ) d x = ∫ c c + l 1 b − a d x = l b − a P\{c&lt;X{\leq}c+l\}=\int_{c}^{c+l}f(x)dx=\int_{c}^{c+l}\tfrac{1}{b-a}dx=\tfrac{l}{b-a} P{c<Xc+l}=cc+lf(x)dx=cc+lba1dx=bal

对于随机变量X的分布函数F(x),存在非负函数f(x),使对于任意实数x有
F ( x ) = ∫ − ∞ x f ( t ) d t F(x) = \int_{-\infty}^{x}f(t)dt F(x)=xf(t)dt

由上式得X的分布函数为
$F(x) =
\begin{cases}
0,&x<a\
\tfrac{x-a}{b-a},&a{\leq}x<b\
1,&x{\geq}b
\end{cases} $

f(x)及F(x)的图形分别如图2-9,图2-10所示。
这里写图片描述
图2-9

这里写图片描述
图2-10

例:设电阻值R是一个随机变量,均匀分布在900$\Omega   1100 ~1100  1100\Omega . 求 R 概 率 密 度 及 R 落 在 950 .求R概率密度及R落在950 .RR950\Omega   1050 ~1050  1050\Omega $的概率。

解:R的概率密度为
f ( r ) = { 1 1100 − 900 , 900 &lt; r &lt; 1100 , 0 , 其 他 。 f(r)= \begin{cases} \tfrac{1}{1100-900},&amp;900&lt;r&lt;1100,\\ 0,&amp;其他。 \end{cases} f(r)={11009001,0,900<r<1100,

故有$\P{950<R{\leq1050}} =\int_{950}^{1050}\tfrac{1}{200}dr=0.5 $

正态分布(Normal distribution)又名高斯分布(Gaussian distribution),是一个在数学、物理及工程等领域都非常重要的概率分布,在统计学的许多方面有着重大的影响力。
若随机变量X服从一个数学期望为μ、标准方差为σ2的高斯分布,记为:
X∼N(μ,σ2),
参考:
http://blog.youkuaiyun.com/rns521/article/details/6953591

### 结合均匀分布正态分布生成随机点 为了实现结合均匀分布正态分布来生成随机点,在 MATLAB 中可以采用混合分布的方法。具体来说,可以通过加权组合两种不同类型的随机变量来创建新的随机数序列。 下面是一个简单的例子,展示了如何在 MATLAB 中通过线性组合的方式将这两种分布结合起来: ```matlab % 设置参数 mu = 0; % 正态分布均值 sigma = 1; % 正态分布标准差 a = 0; % 均匀分布下限 b = 1; % 均匀分布上限 weight_normal = 0.7; % 正态分布权重 num_points = 1000; % 随机点数量 % 生成服从正态分布的样本 normal_samples = normrnd(mu, sigma, [1, num_points]); % 生成服从均匀分布的样本 uniform_samples = unifrnd(a, b, [1, num_points]); % 将两个分布按指定比例相加以形成最终的结果向量 combined_distribution = weight_normal * normal_samples + (1-weight_normal) * uniform_samples; % 绘制直方图查看结果 figure; histogram(combined_distribution,'Normalization','probability'); title('Combined Distribution Histogram'); xlabel('Value'); ylabel('Probability Density'); grid on; ``` 这段代码首先定义了正态分布(`normrnd` 函数)平稳分布(`unifrnd` 函数)各自的参数以及它们之间的相对贡献度 `weight_normal` 。接着分别调用这两个函数生成相应数量的数据点,并按照设定的比例求得到一个新的数据集 `combined_distribution` ,最后绘制其概率密度直方图以便观察合成后的效果[^1]。
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