概率统计D 02.01 随机变量及其分布

 

§2.1 

 

用数量来表示试验的基本事件.

1.EΩ,Ω={ω},Eω,X(ω),ΩX=X(ω),X=X(ω). 
XYZ.ξη. 

:1  X=X(ω),. 
2  ,X. 
3  ,X(ω k )=x k ,ω k ={X=x k }. 
4  x k x r ,{X=x k }{X=x r }. 
5  {Xx}Xx. 

 

2.X,x,F(x)=P{Xx},(,+)F(x)X. 
(,+),:0F(x)1F()=0,F(+)=1.F(x).F(x),F(x + )=F(x).a<b,P{a<Xb}=F(b)F(a).P{a<X<b}=F(b)F(a)P{X=b}.P{aXb}=F(b)F(a)+P{X=a}. 

§2.2 

 

3.E,XE,X,X. 

4.:P{X=x k }=p k ,k=1,2,, 

XP x 1 P 1  x 2 P 2   x k P k      

例如抛硬币的试验: XP 11/2 01/2     

掷骰子的试验: XP 116  216  316  416  516  616     

:p k 0,k=1,2,; k=1  p k =1. 

1.p,,,X(). 
:X1,2,,k,,{X=k}k1,k,p k =P{X=k}=(1p) k1 p,: 
XP 1p 2(1p)p 3(1p) 2 p  k(1p) k1 p     

例2.设 XP 01/2 11/2     ,XF(x). 
:F(x)=⎧ ⎩ ⎨ ⎪ ⎪ 0,x<01/2,0x<11,x1  

例3. XP 116  216  316  416  516  616      , F(x). 
:F(x)=⎧ ⎩ ⎨ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ 0,x<11/6,1x<22/6,2x<33/6,3x<44/6,4x<55/6,5x<61,x6  

 

1.(01) 

X01,P{X=0}=1p,P{X=1}=p,0<p<1P{X=x}=p x (1p) 1x ,x=0,1,Xp(01). 
XP 01p 1p    
F(x)=⎧ ⎩ ⎨ ⎪ ⎪ 0,x<01p,0x<1,1,x1  

2. 

X0,1,2,,n,P{X=k}=(nk)p k (1p) nk ,k=0,1,2,,n;0<p<1.Xn,p,Xb(n,p)(B(n,p)). 
n=1,B(1,p)(01). 
n,AXB(n,p),p=P(A). 

3. 

X0,1,2,,k,,P{X=k}=λ k k! e λ ,k=0,1,2,λ>0,Xλ,Xπ(λ). 
p k =P{X=k}=λ k k! e λ >0k=0,1,2, k=0  p k = k=0  λ k k! e λ =e λ e λ =1. 

:λ>0,n,np n =λ,k,lim n (nk)p k n (1p) nk =λ k e λ k! . 

:p n =λn ,(nk)p k n (1p) nk =n(n1)(nk+1)k! (λn ) k (1λn ) nk =λ k k! [1(11n )(1k1n )](1λn ) n (1λn ) k λ k k! 1e λ 1=λ k k! e λ ,(n) 
,n,p(λ=np):(nk)p k (1p) nk λ k k! e λ ,. 

4.4,:(1)6;(2)5. 
:X,Xπ(4).P{X=k}=4 k k! e 4 ,k=0,1,2,(1)P{X=6}=4 6 6! e 4 =0.1042(2)P{X>5}=1P{X5}=1[P{X=0}+P{X=1}++P{X=5}]=1(0.0183+0.0733+0.1465+0.1954+0.1954+0.1563)=0.2148 

5.,0.02,400,. 
:XB(400,0.02)P{X=k}=(400k)0.02 k (10.02) 400k ,k=0,1,2,400λ k k! e λ =8 k k! e 8 ,λ=np=8p=P{X2}=1p{X=0}P{X=1}1e 8 8e 8 =0.997 

§2.3 

 

4.XF(x),f(x),使x,F(x)= x  f(x)dx,<x<X,f(x)X. 
:f(x)0 +  f(x)dx=1F(x)P{X=a}=0P{x 1 <X<x 2 }=P{x 1 Xx 2 }=F(x 2 )F(x 1 )= x 2  x 1  f(x)dxf(x)=F  (x) 

1.Xf(x)={ke 3x ,x>00,x0  
(1)k;(2)P{X>0.1};(3)F(x). 
:(1) +  f(x)dx=1,k=3.(2)P{X>0.1}= + 0.1 f(x)dx=0.7408 
(3)F(x)={1e 3x ,x>0,0,x0.  

2.Xf(x)={A(8x3x 2 ),0<x<2,0,  
(1)A,(2)P{X>1};(3)F(x). 
(1) +  f(x)dx=A[4x 2 x 3 ] 2 0 =8A=1A=18 (2)P{X>1}=  1 f(x)dx= 2 1 f(x)dx=18 [4x 2 x 3 ] 2 1 =58  
(3)F(x)=⎧ ⎩ ⎨ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ 1,x24x 2 x 3 8 ,0x<20,x<0  

 

1. 

Xf(x)=⎧ ⎩ ⎨ 1ba ,a<x<b,0,.  
X(a,b). 
F(x)=⎧ ⎩ ⎨ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ 0,xa,xaba ,a<x<b,1,xb.  

x 1 ,x 2 (a,b),x 1 <x 2 , 
P{x 1 <X<x 2 }= x 2  x 1  f(x)dx= x 2  x 1  1ba dx=x 2 x 1 ba . 
X(a,b)(x 1 ,x 2 ),x 2 x 1 ,. 

3.XF(x)=⎧ ⎩ ⎨ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ 0,x<3,x+312 ,3x<9,1,x9.  
(1)f(x);(2)3<a<a+l<9,P{a<X<a+l}. 
: 
(1)f(x)=F  (x)=⎧ ⎩ ⎨ 112 ,3x<9,0,.  
(2)P{a<X<a+l}= a+l a 112 dx=l12  

2. 

Xf(x)={λe λx ,x>00,  
λ>0,Xλ.: 
F(x)={1e λx ,x>0,0,x0.  

4.寿X(), 
f(x)=⎧ ⎩ ⎨ 11000 e x1000  ,x>0,0,x0,  
使1000. 
:P{X>1000}=  1000 f(x)dx=  1000 11000 e x1000  dx=[e x1000  ]  1000 =0.368 

§2.4 

 

X:f(x)=12π − −   σ e (xμ) 2 2σ 2   ,<x<+μ,σ(σ>0),Xμ,σ 2 ,XN(μ,σ 2 ).:F(x)=12π − −   σ  x  e (tμ) 2 2σ 2   dt,<x<+ 

:f(x)线x=μ,x=μ12π − −   σ . 

,,,. 

 

XN(μ,σ 2 ),μ=0,σ=1,X.XN(0,1).Xφ(x)=12π − −    e x 2 2  ,<x<+Φ(x)= x  12π − −    e t 2 2  dt,<x<+ 

( + 0 e x 2  dx=π   2 , +  e x 2  dx=π   ) 

:XN(0,1),Φ(x)=P{Xx}. 
P{X>x 1 }=1P{Xx 1 }=1Φ(x 1 ) 
P{x 1 <X<x 2 }=P{x 1 Xx 2 }=Φ(x 2 )Φ(x 1 ) 
Φ(x)=1Φ(x) 

5.XN(0,1).P{|X|1},P{|X|3},P{|X|>1.96} 
:P{|X|1}=P{1X1}=Φ(1)Φ(1)=2Φ(1)1=0.6826,P{|X|3}=2Φ(3)1=0.9974,P{|X|>1.96}=1P{|X|1.96}=2[1Φ(1.96)]=0.05. 

 

XN(μ,σ 2 )F(x),F(x)=12π − −   σ  +  e (tμ) 2 2σ 2   dt= u=tuσ  12π − −     xμσ   e u 2 2  du=Φ(xμσ )F(x)=Φ(xμσ )Y=Xμσ N(0,1) 

6.XN(1,4),(1)P{X>0};(2)P{1<X<2};(3)P{|X2|<1};(4)P{|X1|1}. 
:μ=1,σ=2P{X>0}=1P{X0}=1F(0)=1Φ(012 )=1Φ(0.5)=1[1Φ(0.5)]=Φ(0.5)=0.6915(2)P{1<X<2}=F(2)F(1)=Φ(212 )Φ(112 )=Φ(12 )Φ(1)=Φ(0.5)1+Φ(1)=0.69151+0.8413=0.5328(3)P{|X2|<1}=P{1X3}=F(3)F(1)=Φ(312 )Φ(112 )=Φ(1)Φ(0)=0.84130.5=0.3413(4)P{|X1|1}=1P{|X1|<1}=1P{0<X<x}=1F(2)+F(0)=1Φ(0.5)+Φ(0.5)=2[1Φ(0.5)]=2(10.6915)=0.6170 

7.XN(μ,σ 2 ),P{|Xμ|<3σ} 
:P{|Xμ|<3σ}=P{μ3σ<X<μ+3σ}=F(μ+3σ)F(μ3σ)=Φ(3)Φ(3)=2Φ(3)1=0.9974 

P{|Xμ|<kσ}=2Φ(k)1 

α 

XN(0,1),α(0<α<1).μ α  
P{X>μ α }=α,μ α α. 
μ α =μ 1α ,Φ(μ α )=1α. 
α=0.025,Φ(μ α )=1α=0.975,μ 0.025 =1.96 

§2.5 

.y=f(x),XY,Xx,Yy=f(x),YX,Y=f(X). 
X,Y=f(X). 

1.X 
XP 1110  0210  1310  2310  3110     
Y 1 =2XY 2 =X 2 . 
: 
XY 1 =2XY 2 =X 2 P 121110  000210  121310  244310  369110       

Y 1 P 2110  0210  2310  4310  6110     

Y 2 P 0210  1410  4310  9110     

2.Xf X (x)=⎧ ⎩ ⎨ x8 ,0<x<4,0,.  
Y=2X+8. 
:YF Y (y).F Y (y)=P{Yy}=P{2X+8y}=P{Xy82 }=F X (y82 )f Y (y)=ddy F Y (y)=ddy F X (y82 )=f X (y82 )(y82 )  =12 f X (y82 ) 
=⎧ ⎩ ⎨ 12 y816 ,0<y82 <40,  
=⎧ ⎩ ⎨ y832 ,8<y<120,  

3.XN(μ,σ 2 ),Y=Xμσ . 
:f X (x)=12π − −   σ e (xμ) 2 2σ 2   ,<x<+,F Y (y)=P{Yy}=P{Xμσ y}=P{Xσy+μ}=F x (σ+μ).f Y (y)=ddy F Y (y)=f X (σy+μ)(σy+μ)  =σf X (σy+μ)=12π − −    e y 2 2  ,<y<+.Y=Xμσ N(0,1). 

4.XN(0,1),Y=X 2 . 
:Y=X 2 ,y0,F Y (y)=P{Yy}=0f Y (y)=0.y>0,F Y (y)=P{Yy}=P{X 2 y}=P{y   Xy   }=Φ(y   )Φ(y   )=2Φ(y   )1f Y (y)=ddy F Y (y)=2φ(y   )(y   )  =1y    φ(y   )=12πy − − −    e y2   

:1.,  XP 115  016  115  2115  31130      Y=2X 2 +1 
:  XY=2X 2 +1P 1315  0116  1315  29115  3191130      
YP 116  325  9115  191130     

2.XN(μ,σ 2 ),Y=aX+b. 

3.XN(0,1),Y=e X . 

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