• 1.摘要
  • 2.分布函数的性质刻划
  • 3.随机变量的分布
  • 4.离散分布
  • 4.1.二项分布
  • 4.2.超几何分布
  • 4.3.泊松近似
  • 5.连续分布

概率分布

概率分布(德语:Wahrscheinlichkeitsverteilung,英语:probability distribution)或简称分布,是概率论的一个概念。使用时可以有以下两种含义:

广义地,它指称随机变量的概率性质--当我们说概率空间image中的两个随机变量X和Y具有同样的分布(或同分布)时,我们是无法用概率image来区别他们的。换言之:

称X和Y为同分布的随机变量,当且仅当对任意事件image,有image成立。

但是,不能认为同分布的随机变量是相同的随机变量。

狭义地,它是指随机变量的概率分布函数。设X是样本空间image上的随机变量,image为概率测度,则称如下定义的函数是X的分布函数,或称累积分布函数(简称CDF):

image,对任意实数image定义。

具有相同分布函数的随机变量一定是同分布的,因此可以用分布函数来描述一个分布,但更常用的描述手段是概率密度函数(pdf)。

在常用的文献中,“分布”一词可指其广义和狭义,而“累计分布函数”或“分布函数”一词只能指称后者。为了不致混淆,下文中谈及上述的广义时使用“分布”一词;狭义时使用“分布函数”一词。

分布函数的性质刻划

对于特定的随机变量 image,其分布函数image是单调不减及右连续,而且imageimage。这些性质反过来也描述了所有可能成为分布函数的函数:

image且单调不减、右连续,则存在概率空间image及其上的随机变量 X ,使得 F 是 X 的分布函数,即 image

随机变量的分布

image为概率测度,image为随机变量,则函数image (image)称为image的概率分布函数。如果将image看成是数轴上的随机点的坐标,那么,分布函数imageimage处的函数值就表示image落在区间image上的概率。

例如,设随机变量image为掷两次骰子所得的点数差image,而整个样本空间由36个元素组成。

数量

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

image

其分布函数是:

image

离散分布

上面所列举的例子属于离散分布,即分布函数的值域是离散的,比如只取整数值的随机变量就是属于离散分布的。image表示随机变量image的概率值。如果X的取值只有image,则:

image

image

二项分布

二项分布是最重要的离散概率分布之一,由瑞士数学家雅各布·伯努利(Jakob Bernoulli)所发展,一般用二项分布来计算概率的前提是,每次抽出样品后再放回去,并且只能有两种试验结果,比如黑球或红球,正品或次品等。二项分布指出,随机一次试验出现的概率如果为image,那么在image次试验中出现image次的概率为:

image

其中image

例如,在掷3次骰子中,不出现6点的概率约是:image

在连续两次的轮盘游戏中,至少出现一次红色的概率约为:image