《统计学》贾俊平

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授课:XXX 概率论与数量统计

一、连续型随机变量分布函数及其概率密度

1.概率密度与它的基本性质 设对于随机变量的分布函数F(x),如果存在非负可积函数f(x), 使得对任意的实数x,都有

xdttfxPxF)(}{)(

成立,则称为连续型随机变量,f(x)便是的概率密度(或分布密度)。

概率密度具有如下基本性质:(1)0)(xf (非负性);(2)1)(dxxf (规范性);

(3)对任何实数c,有0}{cP;对任意的实数a,b(a

2.连续型随机变量的数学期望和方差P47

3.随机变量的矩与切比雪夫不等式

4.常用的连续型分布

常用的连续型分布有均匀分布、指数分布、正态分布等。

(1)均匀分布

若随机变量取值在有限区间(a, b)上,其概率密度为

.其它,0,,1)(bxaabxf

其中b>a为常数。则称服从区间(a, b)上的均匀分布,简记为],[~..baUvr。

均匀分布是等可能概型在连续情形下的推广。

(4)正态分布

设随机变量有概率密度 xexfx,21)(222)(

其中,0为常数。则称服从参数为,的正态分布,简记为 ),(..2Nvr~。

特别,当=0,=1时,有

xexx,21)(22。 此时称服从标准正态分布。简记为..vr~N(0,1)。

5.概率密度与分布函数的互求

当概率密度给定时,运用逐段积分可求得分布函数。即xdttfxPxF)(){)(,

如此得到的分布函数是定义在整个实数轴上的连续函数。

反之,当分布函数已知时,在f(x)的连续点上运用逐段微分可求得概率密度。即xdttfdxddxxdFxf))(()()(。

可见,连续型随机变量的概率密度和分布函数亦可以相互唯一确定。

6.给定分布时的概率计算小结

(1)分布律已知时的概率计算公式是bixaipbaP}{

(2)概率密度已知时的概率计算公式是badxxfbaP)(}{

(3)分布函数已知时的概率计算公式是)()(}{aFbFbaP

(4)正态分布下的概率计算公式是)()(}(abbaP

其中r.v.~),(2N;(x)为标准正态分布函数。当x>0时其数值可查标准正态分布函数数值表(以下简称正态分布表)直接得到;对于负实数x,在公式(x)=1(x)转化下,仍可查表求值。 希望对大家有所帮助,多谢您的浏览!

授课:XXX 二.随机变量函数的分布 随机变量的函数)(g在一定条件下仍是随机变量。的分布可由的已知分布确定。但在求的分布具体处理方法上,离散型和连续型是有区别的。

1.离散型随机变量的函数)(g分布希望对大家有所帮助,多谢您的浏览!

授课:XXX 设为一离散型随机变量,其分布律为

x1 x2 … xn …

pi p1 p2 … pn …

则当诸),3,2,1)((ixgi的值互异时,的分布律为

 )(1xg )(2xg … )(nxg …

pi p1 p2 … pn …

如果),3,2,1)((ixgi中有某些值相同时,则将相应概率相加之后予以合并处理,必要时重新排序后写出的分布律。可见,在离散型场合下,的分布律完全由的分布律确定。

2.连续型随机变量的函数)(g分布

设为连续型随机变量,其概率密度为)(xf,则)(g仍为连续型随机变量,其概率密度的计算步骤为:

(1)

根据的概率密度)(xf,求出的分布函数

yDxdxxfygPyPyF)(})({}{)( 其中,})({yxgxDy

(2) 对)(yF求导得的概率密度 在函数)(xg可导且严格单调时,的概率密度为

)())(()(yhyhfyf,

其中)(yhx是严格单调可微函数)(xgy(与)(g对应的普通函数)的反函数。至于y的取值范围,原则上将由)(xf中x的取值范围及)(yf中的y的允许范围讨论确定。

可见,连续型场合下,的概率密度完全由的概率密度确定。

3.连续型随机向量的函数的分布 P97 如卷积公式

卷积公式:设),(YX的联合密度函数为),(yxf,求YX的密度函数。dxxzxfzfz),()(

如果YX与是相互独立的随机变量,则有dyyfyzfdxxzfXfzfYXYXz)()()()()((卷积公式)

4.随机向量的数字特征 P104 协方差 协方差矩阵 相关系数

设),(YX为二维随机变量,EXEYEXYEYYEXXEYX)])([(),cov(DYDXYXYX),cov(,

第四章 数理统计的基础知识

4.1 总体与样本

一、总体与总体分布

定义4.1 在统计学中称随机变量(或向量)X为总体,并把随机变量(或向量)X的分布称为总体的分布。

二、样本与样本分布

4.2 称)...,,(21nXXX为总体X的简单随机样本,若nXXX...,,21是独立同分布的随机变量,且与总体X同分布。样本中所含分量的个数n称为该样本的容量。

以大写的英文字母iX表示随机变量,而以相应的小写英文字母ix表示它的观察值,并称样本)...,,(21nXXX的一组具体的观察值)...,,(21nxxx为样本值。 希望对大家有所帮助,多谢您的浏览!

授课:XXX 设总体X的分布函数为)(xF,则由定义4.2知,样本)...,,(21nXXX的分布函数为)(),...,,(121nininxFxxxF称之为样本分布。

若总体X为连续型随机变量,其密度函数为)(xf,则样本的密度函数为)(),...,,(121nininxfxxxf。

三、统计推断问题简述

即借助总体X的一个样本)...,,(21nXXX,对总体X的未知分布进行推断,我们把这类问题统称为统计推断问题。

4.2 统计量

一、统计量的定义希望对大家有所帮助,多谢您的浏览!

授课:XXX 定义4.3 设)...,,(21nXXX为总体X的一个样本,称此样本的任一不含总体分布未知参数的函数为该样本的统计量。如nnXXXS...21 nSXn/

二、常用的统计量

1.样本均值 称样本的算术平均值为样本均值,记为X,即)...(121nXXXnX

2.样本方差 2120)(1niiXXnS 更多时候用修正样本方差2120)(11niiXXnS

3.样本标准差 21)(11niiXXnS

4.样本原点矩 nikikXnA11,1k 并称kA为样本的k阶原点矩。

5.样本中心矩 kniikXXnB1)(1,1k,并称kB为样本的k阶中心矩。

三、枢轴量 仅含一个未知参数,但其分布却已知的样本函数称为枢轴量。

如总体),(~20NX,其中20已知,未知,)...,,(21nXXX为总体X的一个样本,令0)(XnU,上述函数U中虽然含有未知参数,但总有)1,0(NU,故U是一枢轴量,可以对作统计推断。

4.3 常用的统计分布

一、分位数

定义4.4 设随机变量X的分布函数为)(xF,对给定的实数),10(如果实数,F满足,FXP即,1F或,1FF则称,F为随机变量X的分布的水平的上侧分位数。或直接称为分布函数F(x)的水平的上侧分位数。

定义4.5 设X是对称分布的连续型随机变量,其分布函数为)(xF,对给定的实数),10(如果正实数T满足,TXP即 1)()(TFTF 则称T为随机变量X的分布的水平的双侧分位数,也简称为分位数,或直接称为分布函数)(xF的水平的分位数。

二、2分布 希望对大家有所帮助,多谢您的浏览!

授课:XXX 在第二例2.29:若)1,0(~NX,则2X的密度函数为.0,21)(221xeXxfx (4.17)

命题4.1 设nXXX...,,21是n个相互独立的随机变量,且)1,0(~NXi,i=1,2,…,n,则

)...22221nXXXX希望对大家有所帮助,多谢您的浏览!

授课:XXX 的密度函数为.0,)2(21);(21222xeXnnxxnn(4.18)

其中)0()(10dxeXx是(伽马)函数。

定义4.6 一个随机变量X称为服从以n为自由度的2分布,如果其密度函数由(4.18)给出,记作)(~2nX。

(命题4.1证明)由(4.17)知,当n=1时,(4.18)成立,使用数学归纳法,设n=k时,(4.18)成立,令22221...kXXX,YXXk,21。由归纳假设及(4.17)知:

,的密度函数分别为.0,)2(21)(2122xexkxfxkk.0,)21(21)(22121yeyyfy

由于,皆为非负的随机变量且相互独立,由第3章的卷积公式可推知,当z>0时,y的密度函数可按下式计算:dyeyeyzkdyyfyzfzfyyzkzkz2121)(21120210)()21()2(21)()()(

=zydzyzykzedyyyzkekzkkzkzkz211202112121211202121)1()21()2(2)()21()2(2

kkzkkkkkzezkezkkBzytdtttkze1212121121212112102112121)21(21)21()2(2)21,2()令()1()21()2(2

其中倒数第二个等式中使用了贝塔函数的定义:)0,0()1()(1110qpdxxXBqp以及贝塔函数和伽马函数的关系:)()()(),(bababaB

命题4.2 (1)若)(~2mX,)(~2nY,且X与Y相互独立,则)(~2nmYX。

(2)若)(~2nX,则nDXnEX2,。