概率论知识归纳

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期望公式:E(x) =∫𝑥𝑓(𝑥)𝑑𝑥+∞−∞.

二维随机变量的期望求法:E(Z)=E(g(X,Y))=∫∫𝑔(𝑥,𝑦)𝑓(𝑥,𝑦)𝑑𝑥𝑑𝑦+∞−∞+∞−∞.

数学期望的性质:

(1) E(c)=c,其中c为常数.

(2) E(cX)=cE(X).

(3) E(𝑋1+𝑋2)=𝐸(𝑋1)+𝐸(𝑋2).

(4) E(∑𝑋𝑖𝑛𝑖=1)=∑𝐸(𝑋𝑖)𝑛𝑖=1

(5) 若随机变量X与Y相互独立,则 E(XY)=E(X)E(Y)

(6) 若X和Y相互独立,g(X)与h(Y)分别为X和Y的函数则 E[g(X)h(Y)]=E[g(X)]∙E[h(Y)]

方差:D(X)=E{[X−E(X)]2

计算公式:D(X)=E(𝑋2)−[𝐸(𝑋)]2

方差的性质:

1、 若C常数则它的方差为0

2、 若a,b为常数,X为随机变量,则 D(aX+b)=𝑎2𝐷(𝑋)

3、 若随机变量X和Y相互独立,则 D(X+Y)=D(X)+D(Y)

4、如果随机变量X1,X2,X3,Xn相互独立,则D(∑𝑋𝑖)=∑𝐷(𝑋𝑖)𝑛𝑖=1𝑛𝑖=1

常见的随机变量的期望和方差

0-1分布的期望E(X)=p,方差D(X)=p(1-p)

泊松分布参数为λ的泊松分布,期望E(X)= λ,方差D(X)= λ

几何分布的参数为p,期望E(X)=1/p,D(X)=q/p^2

均匀分布的期望E(X)=(a+b)/2,方差D(X)=(b-a)^2/12

指数分布参数为λ,E(X)=1/λ,D(X)=1/λ^2

正态分布的期望E(X)=μ,方差D(X)=σ^2

X服从参数为n,p的二项分布,E(X)=np

离散型随机变量分布

二项分布,几何分布,巴斯卡分布,超几何分布,泊松分布

教材P36,P37,P38,P39(注意:几何分布的无记忆性)

几何分布含义:首次成功在第n次

巴斯卡分布含义:第r次成功发生在第k次

连续性随机变量

均匀分布,指数分布,正态分布,标准正态分布(教材P43—P47)

注意:指数分布与泊松分布的λ为一个参数。

注意:当n很大时,二项分布B(n , p)与泊松分布P(λ)( λ=np)几乎一样,可代替计算.

注意教材P51页的Γ分布

再生性:(可加性):X与Y独立共同服从同种类型的分布,若X+Y仍服从相同类型的分布,该分布具有再生性.

具有再生性的:泊松分布,二项分布

不具有再生性的:贝努力分布,几何分布,指数分布,均匀分布.

注意教材P87的极大极小分布.

称随机变量X的k次方的数学期望

E(𝑋𝐾)为X的k阶原点矩

称X—E(X)的k次方的期望

E{[X−E(X)]2}为X的k阶中心矩

注意:二阶中心矩是方差的定义

协方差Cov(X,Y)=E{[X—E(X)][Y—E(Y)]}

计算公式:Cov(X,Y)=E(XY)—E(X)E(Y)

协方差的基本性质

对称性:Cov(X,Y)=Cov(Y,X)

Cov(X,X)=D(X)

若a,b为常数,则Cov(aX,bY)=abCov(X,Y)

若X与Y相互独立,则Cov(X,Y)=0

Cov(X1+X2,Y)=Cov(X1,Y)+Cov(X2,Y).

随机变量和的方差与协方差的关系:

D(aX+bY)=a^2D(X)+b^2D(Y)+2abCov(X,Y)

注意教材P109页的相关系数及其性质

注意:Cov(X,Y)=0,等价于ρ=0,等价于不相关,等价于E(XY)=E(X)E(Y),等价于D(X+Y)=D(X)+D(Y).(不相关是一个比独立要弱的概念)

P74求(X,Y)落在区域G上的概率:P((X,Y)ЄG=∬𝑓(𝑥,𝑦)𝑑𝑥𝑑𝑦𝐺,是所有二维连续随机变量求概率的唯一公式.

求二维随机变量的密度函数教材P83

基本步骤:

1、 将Z用X和Y表示

2、 要求密度函数先写出分布函数 𝐹𝑍(𝑧)=𝑃(𝑍<𝑧)

3、 再将用X和Y表示好的Z带入上式,再根据区域G求概率公式求解。

注意:区域的分段和分类讨论(P85)