随机变量:随机变量Y是一个定义在样本空间上的数值函数,样本空间中的每个简单事件都被指派一个 Y Y Y值。【什么是随机变量】
离散随机变量的定义:离散随机变量 Y Y Y是一个仅能取可数个值得变量。
离散随机变量的概率分布:离散随机变量 Y Y Y的概率分布是给出Y的每个可能取值 Y = y Y=y Y=y以及相应概率 p ( y ) p(y) p(y)的表、图或公式。且有如下的要求: p ( y ) ≥ 0 , 且 ∑ p ( y ) = 1 p(y)\geq0,且\sum{p(y)=1} p(y)≥0,且∑p(y)=1。
离散随机变量的概率模型:伯努利试验、二项分布、多项分布、负二项分布、几何分布、超几何分布以及泊松分布。
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名称该随机变量的特征概率分布形式期望和方差 伯 努 利 试 验 \color{red}伯努利试验 伯努利试验1.试验得到两个互斥结果 A A A、 B B B之一. 2.两个结果是完备的.3. A A A和 B B B的概率分别用 p p p和 q q q表示,即 P ( S ) = p P(S)=p P(S)=p, P ( F ) = q P(F)=q P(F)=q. p ( y ) = p y q 1 − y p(y)=p^yq^{1-y} p(y)=pyq1−y其中: p p p是试验成功的概率; q = 1 − p q=1-p q=1−p μ = p μ=p μ=p σ 2 = p q \sigma^2=pq σ2=pq 二 项 概 率 分 布 \color{red}二项概率分布 二项概率分布1.试验包含 n n n次相同的伯努利试验. 2.每次试验只有两种结果.3.每次试验保持 P ( S ) = p P(S)=p P(S)=p, P ( F ) = q P(F)=q P(F)=q.4. n n n次试验是独立的.5.二项随机变量 Y Y Y表示n次试验中成功的次数. p ( y ) = ( n y ) p y q n − y p(y)=\begin{pmatrix} n \\ y \\ \end{pmatrix}p^yq^{n-y} p(y)=(ny)pyqn−y 其中: n n n是试验的次数; y y y是 n n n次试验中成功的次数. μ = n p μ=np μ=np σ 2 = n p q \sigma^2=npq σ2=npq 多 项 概 率 分 布 \color{red}多项概率分布 多项概率分布1.试验包含 n n n次相同的伯努利试验.2.每次试验有 k k k个可能的结果.3. k k k个结果的概率在每次实验中保持不变.4.试验是独立的. p ( y 1 , y 2 , . . . , y k ) = n ! y 1 ! y 2 ! ⋯ y n ! ( p 1 ) y 1 ( p 2 ) y 2 ⋯ ( p n ) y n p(y_1,y_2,...,y_k)= \frac{n!}{y_1!y_2!{\cdots}y_n!}(p_1)^{y_1}(p_2)^{y_2}{\cdots}(p_n)^{y_n} p(y1,y2,...,yk)=y1!y2!⋯yn!n!(p1)y1(p2)y2⋯(pn)yn其中: p i p_i pi是一次实验中出现结果 i i i的概率; y i y_i yi是 n n n次试验中出现结果 i i i的次数. μ i = n p i μ_i=np_i μi=npi σ i 2 = n p i ( 1 − p i ) \sigma_i^2=np_i(1-p_i) σi2=npi(1−pi) 负 二 项 概 率 分 布 \color{red}负二项概率分布 负二项概率分布随机变量 Y Y Y表示直至观测到第 r r r次成功时试验的次数. p ( y ) = ( y − 1 r − 1 ) p r q y − r p(y)=\begin{pmatrix} y-1 \\ r-1 \\ \end{pmatrix}p^r q^{y-r} p(y)=(y−1r−1)prqy−r 其中: p p p是一次伯努利试验成功的概率; y y y是直至观测到第 r r r次成功的试验次数. μ = r p μ=\frac{r}{p} μ=pr σ 2 = r q p 2 \sigma^2=\frac{rq}{p^2} σ2=p2rq 几 何 概 率 分 布 \color{red}几何概率分布 几何概率分布基于负二项分布,对于 r = 1 r=1 r=1的特殊情况, Y Y Y的概率分布称为几何概率分布. p ( y ) = p q y − 1 p(y)=pq^{y-1} p(y)=pqy−1 μ = 1 p μ=\frac{1}{p} μ=p1 σ 2 = q p 2 \sigma^2=\frac{q}{p^2} σ2=p2q 超 几 何 概 率 分 布 \color{red}超几何概率分布 超几何概率分布1. 总体是包含 r r r个 S S S(成功)和 N − r N-r N−r个 F F F(失败)的集合.2.试验是从该集合中无放回地随机抽取 n n n个元素. 3.样本容量 n n n相对于总体元素的个数 N N N是大的,即 n / N > 0.05 n/N>0.05 n/N>0.05. 4.超几何随机变量 Y Y Y时抽出 n n n个元素中 S S S的个数. p ( y ) = ( r y ) ( N − r n − y ) ( N n ) p(y)= \frac{\begin{pmatrix} r \\ y \\ \end{pmatrix} \begin{pmatrix} N-r \\ n-y \\ \end{pmatrix}}{\begin{pmatrix} N \\ n \\ \end{pmatrix}} p(y)=(Nn)(ry)(N−rn−y) 其中: N N N是元素的总数; r r r是 N N N个元素中成功的个数; n n n是所抽出的元素个数; y y y是 n n n中成功的个数. μ = n r N μ=\frac{nr}{N} μ=Nnr σ 2 = r ( N − r ) n ( N − n ) N 2 ( N − 1 ) \sigma^2=\frac{r(N-r)n(N-n)}{N^2(N-1)} σ2=N2(N−1)r(N−r)n(N−n) 泊 松 概 率 分 布 \color{red}泊松概率分布 泊松概率分布1.试验是在给定的时间单位或面积、体积单位内发生某个事件的概率. 2.事件发生在给定单位内的概率对所有单位都相同.3. 发生在一个单位内的事件数与发生在其他单位内的事件数是独立的. p ( y ) = λ y e − λ y ! p(y)= \frac{\lambda^y e^{-\lambda}}{y!} p(y)=y!λye−λ 其中: λ \lambda λ是给定单位内事件发生的平均数; e e e=2.71828… μ = λ μ=\lambda μ=λ σ 2 = λ \sigma^2=\lambda σ2=λ