概率论与数理统计(三)
第三章 多維隨機變量及其分布
二維隨機變量
定義:設(X,Y)是二維變量,對于任意實數x,y,二元函數:
F(x,y)=P{(X≤\leq≤x)?\bigcap?(Y≤\leq≤y)==P{X≤\leq≤x,Y≤\leq≤y}}
稱為二維隨機變量(X,Y)的分布函數,或稱為隨機變量X和Y的聯合分布函數
1.F(x,y)是變量x和y的不減函數,即對于任意固定的y,當x2x_2x2?>x1x_1x1?時
F(x,y)≥\geq≥F(x1x_1x1?,y),對于固定的x,當y2y_2y2?>y1y_1y1?時F(x,y2y_2y2?)≥\geq≥F(x,y1y_1y1?)
2.0≤\leq≤F(x,y)≥\geq≥ 1,且
對于任意固定的y,F(?∞-\infty?∞,y)=0
對于任意固定的x,F(x,?∞-\infty?∞)=0
F(?∞-\infty?∞,?∞-\infty?∞)=0,F(∞\infty∞,∞\infty∞)=1
如果二維隨機變量(X,Y)全部可能取到的值是有限對或可列無限多對,則稱(X,Y)是離散型的隨機變量
設二維離散型隨機變量(X,Y)所有可能取的值為(xix_ixi?,yjy_jyj?),i,j=1,2.記P{X=xix_ixi?,Y=yjy_jyj?}=Pij,i,j=1,2,3....P_{ij},i,j=1,2,3....Pij?,i,j=1,2,3....則由概率的定義有
1.Pij≥0P_{ij}\geq0Pij?≥0
2.∑i=1∞∑j=1∞Pij=1\sum_{i=1}^{\infty}\sum_{j=1}^{\infty}P_{ij}=1∑i=1∞?∑j=1∞?Pij?=1
3.F(x,y)=∑xi≤x∑yi≤yPij\sum_{x_i\leq x}\sum_{y_i\leq y}P_{ij}∑xi?≤x?∑yi?≤y?Pij?
如果存在非負的函數f(x,y)使對于任意x,y有
F(x,y)=∫?∞y∫?∞xf(u,v)dudv\int_{-\infty}^{y}\int_{-\infty}^{x}f(u,v)dudv∫?∞y?∫?∞x?f(u,v)dudv
則稱(X,Y)是連續的二維隨機變量,函數f(x,y)稱為二維隨機變量(X,Y)的概率密度,或稱為隨機變量X和Y的聯合概率密度
概率密度f(x,y)有以下性質:
1.f(x,y)≥\geq≥ 0
2.∫?∞∞∫?∞∞f(x,y)dxdy=F(∞,∞)=1\int_{-\infty}^{\infty}\int_{-\infty}^{\infty}f(x,y)dxdy=F(\infty,\infty)=1∫?∞∞?∫?∞∞?f(x,y)dxdy=F(∞,∞)=1
3.設G是xOy平面上的區域,點(X,Y)落在G內的概率為
P{(X,y)∈\in∈G}=∫∫Gf(x,y)dxdy\int\int_{G}f(x,y)dxdy∫∫G?f(x,y)dxdy
4.若f(x,y)在點(x,y)上連續,則有
?2F(x,y)?x?y=f(x,y)\frac{\partial^2 F(x,y)}{\partial x\partial y}=f(x,y)?x?y?2F(x,y)?=f(x,y)
邊緣分布
條件分布
相互獨立的隨機變量
兩個隨機變量的函數的分布
總結
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