(iv) 在p(x)的连续点处,有F′(x)=p(x)。 概率分布密度函数p(x)的图形如图1-2所示。
3. 随机变量的分布函数
若ξ是一个随机变量,x是任意实数,函数
F(x)=P(ξ≤x)
称为随机变量ξ的概率分布函数,简称分布函数。
对离散型随机变量ξ,分布函数为
F(x)=P(ξ≤x)=?P(xk),(k=0,1,2,??;-∞ xk?x如图1-3所示。 对连续型随机变量ξ,p(x)为其分布密度,则分布函数为 xF(x)=P(ξ≤x)=如图1-4所示。 ???p(x)dx (-∞ 连续型随机变量的分布函数的几何意义是,分布函数等于位于x左方的分布密度曲线下的面积。 根据定义,随机变量的分布函数F(x)具有以下性质: (i) F(x)是一个非减函数,即若x1 F(x)=0, F(+∞)=limF(x)=1 (iii) F(-∞)=xlim???x???(iv) 对任意实数a和b(a P(a<ξ≤b)=P(ξ≤b)-P(ξ≤a)=F(b)– F(a) 三、正态分布(Gauss 高斯分布) 1. 正态分布的定义 随机变量的分布形式有多种,但最重要,最常用的是所谓的正态分布。自然界中许多随机变量的分布均服从正态分布。此外,还有许多随机变量近似服从正态分布。正态分布的数学表达式首先由高斯(Gauss)给出,所以也叫高斯分布。 设随机变量ξ的分布密度函数为 p(x)=1e?2??(x??)22?2 (-∞ 其中μ和?都是常数,且?>0,则称ξ服从参数为μ和?2的正态分布,记作N(μ,?2)。为方便起见,常把随机变量ξ服从参数为μ和?2的正态分布简记为ξ~ N(μ,?2)。 正态分布的分布函数为 1F(x)=?2?x???e?(t??)22?2dt (-∞ 特别的,当μ=0和?=1时称ξ服从标准正态分布,记作ξ~N(0,1)。此时,其分布密度函数用?(x)表示,即 ?(x)= 12?e?x22 (-∞ 相应地,分布函数用Φ(x)表示,即 Φ(x)= 12?x???e?t22dt (-∞ 正态分布是一种十分重要的分布,在实际上也是最常见的一种分布,如产品的质量指标、人的身高、体重及测量的误差等一般认为是服从正态分布的。 (面相、手相、算命等传统民间文化,实质上就是把人的一生的命运按概率分布函数进行计算和推测!可是,这些分布密度函数---经验公式的适用条件是什么???) 2. 正态分布密度函数的特点 (i) p(x)≥0; ??(ii) ???p(t)dt?1; (iii) p(x)的图形对称于x=μ; (iv) 当x???时 p(x)?0; (v) 在x=μ处,p(x)有极大值 1。 ?2?μ和?是正态分布的两个重要参数,决定着正态分布密度曲线的位置和形状。μ决定位置,?决定形状。 3.正态分布的概率计算 标准正态分布函数Φ(x)= 12?xt22???e?dt在实际工作中广泛应用, 但它难以直接进行积分运算,通常是查表,参见书后的附表1。 若ξ~N(0,1),对任意a 12?bt22?ae?dt=Φ(b)-Φ(a) Φ(b)和Φ(a)可从附表1中查得。 若ξ~N(μ,?2),对任意α<β,有 P(?<ξ≤β)=?( ??????)??() ??
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