连续型随机变量及密度函数

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时间:2019-08-05

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1、在上节我们研究了离散型随机变量,它取值是有限个或可列个,这当然有很大的局限性,在许多随机现象中出现的一些变量,如“测量某地气温”,“某型号显象管的寿命”,“某矿石的含铜量”,等它们取值可以充满某一区间,由于取值不可以一一列举,因此不可以象离散型那样写出分布列。因而我们研究随机变量在任意区间的概率。因为所以只须知道x1Xx2§2-3连续型随机变量及其概率密度X1、分布函数的定义定义设X是一个随机变量,x是任意实数,函数F(x)=P(X≤x)称为X的分布函数。⑴对于任意x1,x2,(x1

2、于分布函数的引入,便可以运用数学分析的方法来研究随机变量.说明x一、随机变量的分布函数2、分布函数的性质(2).(有界性)0≤F(x)≤1,且(1)单调不减性x1

3、分布为试求其分布函数所以,F(x)当1≤x<2时,F(x)=P(X≤x)当2≤x<3时,F(x)=P(X≤x)当x≥3时,F(x)=P(X≤x)=P(φ)=0=P(X=1)=0.2=P(X=1)+P(X=2)=0.2+0.3=0.5=P(Ω)=1解例2.设随机变量X的分布函数为F(x)=0,x<–10.4,–1≤x<10.8,1≤x<31,x≥3则X的概率分布为题目:设随机变量X的分布函数为F(x)=0,x<–10.4,–1≤x<10.8,1≤x<31,x≥3则X的概率分布为解课内练习袋中有5个球,编号为1,2,3,4,5从中任取3球,求3个球中最大号码X的概率分布和分布

4、函数.解12345X=3,4,5样本空间基本事件总数“X=3”={()}占有基本事件123“X=4”={()()()}占有基本事件124134234同理“X=5”占有基本事件球二、连续型随机变量及其慨率密度例1一个半径为2米的圆靶,设击中靶上任一同心圆盘的概率与该圆盘的面积成正比,并设射击均能中靶,以X表示弹着点与圆心的距离,试求随机变量X的分布函数。解2解若x<0,则{X≤x}是不可能事件,于是F(x)=P(X≤x)=0若0≤x≤2,由题意P(0≤X≤x)=kx2,k待定取x=2,P(0≤X≤2)=4k而事件0≤X≤2是必然事件P(0≤X≤2)=1,所以4k=1,得k=

5、1/4即P(0≤X≤x)=x2/4于是F(x)=P(X≤x)=P(X<0)+P(0≤X≤x)=x2/4若X≥2,由题意{X≤x}是必然事件于是F(x)=P(X≤x)=1F(x)=0,x<0X2/4,0≤x<21,x≥2综合上述,即得X的分布函数为x10xF(X)2F(x)=0,x<0X2/4,0≤x<21,x≥2它的图形是一条连续曲线,如上右图所示这说明F(x)恰好是非负可积函数f(x),在(-∞,x)的积分,在这种情况下我们称X为连续型随机变量。f(x)为X的概率密度。1.定义若存在一个非负可积函数f(x),使随机变量X的分布函数F(x)对任何x可表述为其中f(x)为X

6、的概率密度函数,简称概率密度则称X为连续型随机变量。2.性质:证明Y=f(x)0x1x2X(1)由定义f(x)≥0;说明X为连续型随机变量在任意x0处,概率P(X=x0)=0P(X=x0)=0,并不意味着事件{X=x0}是不可能事件。一般概率为零的事件不一定是不可能事件,同样概率为1的事件也不一定是必然事件。(2)X为连续型随机变量在任意x0处概率为零,故例2.设连续型随机变量X的分布函数为F(x)=0,x<0ax2,0≤x<21,x≥2求(1)常数a.(2)概率密度f(x).(3)X落在(-1/2,3/2)内的概率.(4)作出F(x),f(x)的图形.解题目:设连续型随

7、机变量X的分布函数为F(x)=0,x<0ax2,0≤x<21,x≥2求(1)常数a.(2)概率密度f(x).(3)X落在(-1/2,3/2)内的概率.(4)作出F(x),f(x)的图形.(4)10xf(x)20xF(x)21解求(1)常数k.(2)分布函数F(x).(3)X落在(0.1,∞)的概率。.例3.设随机变量X的概率密度为解(1)试确定常数A;(2)求X的分布函数F(x);(3)求概率P(

8、X

9、≤1/2).课内练习1已知随机变量X的密度函数解定义如果随机变量X的概率密度为服从均匀分布,则称X在二、几种常用的连续型随机变

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