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概率论中几种具有可加性的分布及其关系.

概率论中几种具有可加性的分布及其关系.
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目录

摘要 (1)

关键词 (1)

Abstract (1)

Key words (1)

引言 (1)

1 几种常见的具有可加性的分布 (1)

1.1 二项分布 (2)

1.2 泊松分布(Possion分布) (3)

1.3 正态分布 (4)

1.4 伽玛分布 (6)

1.5 柯西分布 (7)

1.6 卡方分布 (7)

2 具有可加性的概率分布间的关系 (8)

2.1 二项分布的泊松近似 (8)

2.2 二项分布的正态近似 (9)

2.3 正态分布与泊松分布间的关系 (10)

2.4 正态分布与柯西分布、卡方分布及卡方分布与伽玛分布的关系 (11)

3 小结 (12)

参考文献 (12)

致谢 (13)

概率论中几种具有可加性的分布及其关系

概率论中几种具有可加性的分布及其关系

摘要 概率论与数理统计中概率分布的可加性是一个十分重要的内容.所谓分布的可加性指的是同一类分布的独立随机变量和的分布仍属于此类分布.结合其特点,这里给出了概率论中几种具有可加性的分布:二项分布,泊松分布,正态分布,柯西分布,卡方分布以及伽玛分布.文章讨论了各类分布的性质及其可加性的证明,这里给出了证明分布可加性的两种方法,即利用卷积公式和随机变量的特征函数.除此之外,文章就可加性分布之间的各种关系,如二项分布的泊松近似,棣莫佛-拉普拉斯中心极限定理等,进行了不同层次的讨论. 关键词 概率分布 可加性 相互独立 特征函数

Several Kinds of Probability Dstribution and its Relationship

with Additive

Abstract Probability and mathematical statistics in the probability distribution of additivity is a very important content.The distribution of the so-called additivity refers to the distribution of the same kind of independent random variables and distribution are still belong to this kind of https://www.wendangku.net/doc/3f2073452.html,bined with its characteristics, here given several has additivity distribution in probability theory: the binomial distribution, poisson distribution and normal distribution and cauchy distribution, chi-square distribution and gamma distribution.Article discusses the nature of all kinds of distribution and its proof of additivity, additive of proof distribution are also given two methods, namely using convolution formula and characteristic function of a random variable. In addition, this paper the relationships between the additive property distribution, such as the binomial distribution of poisson approximation, Di mo - Laplace's central limit theorem, and so on,

has carried on the different levels of discussion. Key Words probability distribution additivity property mutual independence characteristic function

引言 概率论与数理统计是研究大量随机现象的统计规律性的学科,在概率论与数理统计中,有时候我们需要求一些随机变量的和的分布,在这些情形中,有一种求和类型比较特殊,即有限个相互独立且同分布的随机变量的和的分布类型不变,这一求和过程称为概率分布的“可加性”.概率分布中随机变量的可加性是一个相当重要的概念,本文给出了概率论中常见的六种具有可加性的分布,包括二项分布,泊松分布,正态分布,伽玛分布,柯西分布和卡方分布.文章最后讨论了几项分布之间的关系,如二项分布的泊松近似,正态近似等等.

1 几种常见的具有可加性的分布

在讨论概率分布的可加性之前,我们先来看一下卷积公式和随机变量的特征函数,首先来看卷积公式[1]:

①离散场合的卷积公式 设离散型随机变量ξζ,彼此独立,且它们的分布列分别是n k a k P k ,1,0,)(???===ζ和.,,1,0,)(n k b k P k ???===ξ则ξζ?+=的概率分布列可表示

.2,1,0,)()()(0

???==-====-==∑∑k b a i k P i P k P i k k

i i k

i ξζ?

②连续场合的卷积公式 设连续型随机变量ξζ,彼此独立,且它们的密度函数分别是)(),(y f x f ξζ,则它们的和ξζ?+=的密度函数如下

.)()()(dx x z f x f f f z f -?=?=?+∞

∞-ξζξζ? )2(

其证明如下:

ξζ?+=的分布函数是dxdy y f x f z f z F z

y x )()()()(ξζ?ξζ??≤+=≤+=

{}dx x f dy y f x

z )()(ζξ?

?

+∞

∞--∞

-=

.)()(dx x f x z F ζξ-=?+∞

-

其中)(x F ζ为ζ的分布函数,对上式两端进行求导,则可得到ξζ?+=的密度函数: .)()()(dx x z f x f f f z f -?=?=?+∞

∞-ξζξζ? 即证.

在概率分布可加性的证明中,除了卷积公式,我们常用的证明方法还有利用随机变量的特征函数.

下面我们来讨论一下这几种具有可加性的分布及其可加性证明的过程中卷积公式和特征函数的应用. 1.1 二项分布

1.1.1 二项分布),(p n B 的概念

如果记ζ为n 次伯努利试验中成功(记为事件A )的次数,则ζ的可能取值为0,1,2,……,n.记p 为事件A 发生的概率,则,)(p A p =(p A ),1p -=记为.q 即.1p q -=

因n 次伯努利试验的基本结果可以记作 ?=(w 1,w 2,…?n ),w i 或为A 或为A ,这样的w 共有2n 个,这2n 个样本点w 组成了样本空间Ω.

下求ζ的分布列,即求事件{ζk =}的概率.若某个样本点 ?=(w 1,w 2,…?n )∈{k =ζ},意味着w 1,w 2,…?n 中有k 个A ,k n -个A ,由独立性即可得:P (ζ).)1(k n k p p --=

而事件{ζ=k }中这样的w 共有??

?

??n k 个,所以ζ的分布列为

)(k P =ζ=??

? ??n k p k (1-p )k

n -,.,1,0n k ??????=

此分布即称为二项分布,记作),(~p n B ζ.且我们易验证其和恒为.1.也就是

概率论中几种具有可加性的分布及其关系

k

n k n

k n k p p -=-??? ??∑)1(0

=[]n p p )1(-+1=. n=1时,二项分布),(p n B 称为两点分布,有时也称之为10-分布. 二项分布的图像具有以下特点:

①二项分布的图像形状取决于n 和p 的大小,随着p 的增加,分布图高峰逐渐右移. ②当5.0=p 时,图像是对称的. 1.1.2 二项分布的可加性

定理 1.1.1设),,(~),,(~p m B p n B ξζ而且ξζ,相互独立,记,ξζ?+=则有

).,(~p m n B +?

证明 因,ξζ?+=所以易知?可以取m n +???2,1,0等1++m n 个值.根据卷积公式

)1(,事件{

}k =?的概率可以表示为 )()()(0i k P i P k P k

i -====∑=ξζ?

i k m i k m

i k i n i k i n i p p p p +----=-??? ???-??

? ??=∑)1()1(0

.)1(0??

? ????? ??-=-=-+∑m i k k

i n i k

m n k p p 又因.0???

??=??

? ????? ??+-=∑m n k m i k k

i n i 所以

.,1,0,)1()(m n k p p k P k m n k

m n k +???=-??

? ??==-++?

也就是说,).,(~p m n B +?即证! 1.2 泊松分布(Possion 分布)

与二项分布一样,泊松分布也是一种离散分布,许多随机现象,特别是社会现象与物理学中的一些随机现象都服从于泊松分布.泊松分布可作为描述大量试验中稀有事件出现次数的概率分布的数学模型. 1.2.1 泊松分布的概率分布列

泊松分布的概率分布如下所示: 2,1,0,!

)(==

=-k e k k P k

λλζ…,其中λ大于0,记作)(~λζP .

对于泊松分布而言,它的参数λ即是期望又是它的方差:

λλλλλλλλλ

λ

==-==-

+∞

=---+∞

=∑∑e e k e

e

k k

E k k k k

1

1

)!1(!

)(.

又因, λλ

λλλ-+∞

=-+∞

=∑∑-==e k k

e

k k

E k k

k

k 102

2

)!

1(!

)( =[]

λλ

-+∞

=-+-∑e k k k

k )!

1(1)1(1

=∑∑+∞

=--+∞

=---+-1

1

2

2

2)!1()!2(k k k k k e k e

λλλλλ

λ

=λλ+2

故ζ的方差为22))(()()(ζζζE E Var -==λλλλ=-+22 1.2.2泊松分布的可加性

定理 1.2.1 设随机变量)(~),(~2211λζλζP P ,且21,ζζ相互独立,则

).(~2121λλζζ++P

证明 此处???==

===--,2,1,0,!

)(,!

)(21

2

21

1k e k k P e

k k P k k λλλζλζ

根据卷积公式)1(,有 21

)!(!

)(2

121λλλλζζ---=-?

==+∑

e i k e

i k P i k k

i i

i

k i k

i i k i k k e -=+-∑-=210)

()!

(!!!21λλλλ .,1,0,!

)()

(2121???=+=

+-k e k k λλλλ 所以).(~)(2121λλζζ++P 即证!

同样我们可以利用特征函数对其进行证明,此处不再赘述. 1.3 正态分布

1.3.1 正态分布的定义[6]

定义1.3 对于已经给定的两个常数μ和σ>0,定义函数

222/)(,21

)(σμσμπ

σ--=

x e x p ),(+∞-∞∈x )1( 它含有两个参数μ和σ.显然的,)(,x p σμ取正值.

我们称密度函数为)(,x p σμ的分布为正态分布,记作),(2σμN ,它的分布函数记为

dt e

x F x

t ?

---

=

2

22)(,21)(σμσμπ

σ ),(+∞-∞∈x

正态分布的密度函数的图像是一条钟形曲线,中间高两边低,而且关于μ=x 对称,

在此处)(,x p σμ取最大值.21

πσ

我们称μ为该正态分布的中心,在μ=x 附近取值的可能

性比较大,在σμ±=x 处有拐点.

若将μ固定,改变σ的取值,则σ越大,曲线峰顶越低,图像较为平坦;σ越小,曲线封顶越高,图像较为陡峭.因此正态密度函数的尺度由σ确定,故称σ为尺度参数.

同样的,将σ固定,而去改变μ的值,会发现图像沿x 轴平移而并不改变形状,也就说明该函数的位置由μ决定,故称其为位置参数.

当1,0==σμ时的正态分布称为标准正态分布,记作)1,0(N .它的密度函数记为

)(u ?,分布函数记为)(u Φ.则有

),(,21)(2

/2+∞-∞∈=-u e u u π

?

概率论中几种具有可加性的分布及其关系

),(,21)(2/2

+∞-∞∈=

Φ?

--u dt e u u

t π

1.3.2 一般正态分布的标准化

对于正态分布族

{

},0),,(;),(2>+∞-∞∈=?σμσμN

标准正态分布)1,0(N 只是其中一个成员.其实在应用中很少有随机变量恰好服从标准正态分布,可是一般正态分布均可以利用线性变换转变成标准正态分布.所以一切与正态变量有关的事件的概率均可通过标准正态分布分布求取.

定理1.3.1 如果随机变量),(~σμN Y ,则)1,0(~/)(N Y X σμ-=,其中X 为标准正态变量.

证明 记Y 与X 的分布函数分别为)(y F Y 和)(x F X ,易知

).()()()(x F x Y P x Y P x X P x F Y X σμσμσ

μ+=+≤=??????

≤-=≤=

因为正态分布函数严格递增而且处处可导,所以如果记Y 和X 的密度函数分别是)(y p Y 和)(x p X ,会有

,21)()()(2

/2μπσσμσμ-=?+=+=e x p x F dx d x p Y Y X 由此即得,).1,0(~N Y X σ

μ

-= 即证.

对于标准正态随机变量),1,0(~N X X 的数学期望为

,21)(2

/2dx xe X E x ?+∞∞

--=π

因被积函数2/2

)(x xe x h -=为奇函数,故上述积分值为0,也就是说.0)(=X E

而对于一般正态变量),(~2σμN Y ,如果满足X Y σμ+=,由数学期望的线性性质则可得到.0)(μσμ=?+=Y E

所以我们可以知道正态分布),(2σμN 的数学期望即为其参数μ. 因为

dx e x X E X E X Var x ?+∞∞

--=-=2/22

2221))(()()(π

?+∞∞

---=)(212

/2x e xd π

}

{?+∞∞

--∞+∞--+-=

dx e xe x x 2

/2/22|21π

.1221

212/2===?+∞∞

--ππ

πdx e x 且X Y σμ+=,由方差的性质

.)()(2σσμ=+=x Var Y Var

也就是说,正态分布的方差即是其另一个参数.2σ 1.3.3 正态分布的可加性

定理1.3.2 设随机变量而且X 和Y 彼此独立,且),,(~),,(~2

22211σμσμN Y N X 则有

).,(~2

22121σσμμ+++N Y X

证明 知Y X ,服从于正态分布,且它们的密度函数分别是

).2

exp(),2

exp(22222

211t

t i t t i Y X σμ?σμ?-

=-=

又因Y X ,彼此独立,所以

)()()(t t t Y X Y X ???=+.)()(exp 2

222121??

?

???+-+=t t i σσμμ

这正是数学期望为,21μμ+方差为2

221σσ+的正态分布的特征函数,即证!

我们同样可以使用连续场合的卷积公式进行证明,详见文献[5],此处不再赘述. 1.4 伽玛分布

在讨论伽玛分布之前,我们先来看一下伽玛函数:

我们称

dx e x x -+∞

-?=Γ01)(αα )0(>α

为伽玛函数,α为其参数.它的性质如下:

①;)2

1

(,1)1(π=Γ=Γ

②).()1(αααΓ=+Γα取自然数n 的时候,有 !.)()1(n n n n =Γ=+Γ 1.4.1 伽玛分布的定义

定义1.4 如果随机变量X 的密度函数为

??

?

??<≥Γ=--,

0,0;0,)

()(1x x e x x p x

λαααλ 就称作X 服从伽玛分布,记为),,(~λαGa X 且λα,的值均大于0.α为伽玛分布的形状参数,λ为其尺度参数.当10<<α时,)(x p 为严格单调递减的函数,在0=x 处取得奇异点;

当1=α时,)(x p 亦严格单调减,且0=x 时有;)0(λ=p 当21≤<α时,)(x p 为单峰函数,先上凸然后下凸;

当2>α时,先下凸再上凸,最后下凸.而且随着α的增大,)(x p 逐渐接近于正态分布的密度函数.

1.4.2 伽玛分布的可加性

定理 1.4.1 设随机变量),,(~),,(~21λαλαGa Y Ga X 且X 和Y 彼此独立,则).,(~21λαα++Ga Y X

证明 知 ,)1()(,)1()(21ααλ

?λ?---=-=it

t it t Y X

且X 与Y 彼此独立,所以

,)1()()()()(21ααλ

???+-+-==it

t t t Y X Y X

此即为)(21αα+Ga 的特征函数,根据惟一性定理则可知).,(~21λαα++Ga Y X 结论得证!

概率论中几种具有可加性的分布及其关系

如正态分布,对于伽玛分布,我们同样可以利用连续场合的卷积公式对其可加性进行证明,详见文献[5]; 1.5 柯西分布[4]

1.5.1 柯西分布的密度函数

柯西分布是几个常见的连续分布之一.它的密度函数为

).,(,)(1),,(2

2+∞-∞∈-+=x x x p μλλ

πμλ

0,1==μλ时的柯西分布密度函数称为标准柯西分布密度函数,即

).,(,11

1)(2

+∞-∞∈+=x x

x p π 为方便起见,往后我们分别记这两类密度函数为),(μλp 和).1,0(p 对于柯西分布的数学期望和方差,因

.)

(1),,(22+∞=-+?=??+∞∞-+∞∞-dx x x dx x p x μλλ

πμλ 所以dx x p x ),,(μλ?+∞

∞-不收敛,故柯西分布的数学期望与方差均不存在.

1.5.2 柯西分布的可加性

定理 1.5.1 设随机变量),,(~),,(~2211μλμλp Y p X 且Y X ,彼此独立,则有

).,(~2121μμλλ+++p Y X

证明 因Y X ,均服从于柯西分布,且Y X ,的特征函数分别是 ,)(11t

t i X e t λμ?-=.)(22t

t i Y e

t λμ?-=

又因Y X ,彼此独立,所以

)()()(t t t Y X Y X ????=+.)()(2121t

t i e λλμμ+-+=

这恰好就是参数为2121,μμλλ++的柯西分布的特征函数,所以).,(~2121μμλλ+++p Y X 即证! 1.6 卡方分布(2χ分布)

1.6.1卡方分布(2χ分布)的定义及密度函数

定义 1.6[7] 设n X X X ???,,21独立同分布与标准正态分布分布),1,0(N 则称

2

22212n

X X X +???++=χ所服从的分布为自由度为n 的卡方分布,记为).(~22n χχ 卡方分布的密度函数为

???????≤>Γ=--.

0,0;0,)2(21)(12

22x x x e n

x p n x n

1.6.2 卡方分布可加性

卡方分布密度函数的图像是一个只取非负值的偏态图像.它的图像随着自由度的增加而逐渐趋于对称,当自由度∞→n 时,其图像趋于正态分布的图像.这也从另一个侧面告诉我们,卡方分布是由其自由度决定的,不同的自由度对应了不同的卡方分布.

由1.6.1,我们可以知道卡方分布即伽玛分布的一个特例,所以由伽玛分布的可加性我们易知卡方分布亦满足可加性定理,即

定理1.6.1[5]

设),(~),(~22221n m χχχχ且2

221,χχ彼此独立,则有

).(~22

221n m ++χχχ 证明 由卡方分布的定义,设

,,2

2221222222121n m m m m X X X X X X ++++???++=+???++=χχ 且,,,2,1),1,0(~n m i N X i +???=j i X X ,彼此独立.则有,

,2

2221222212221n m m m m X X X X X X ++++???++++???++=+χχ

从从卡方分布的定义,因此).(~22

221n m ++χχχ即证!

2 具有可加性的概率分布间的关系

2.1 二项分布的泊松近似

[4]

当n 的取值很大时,二项分布),(p n B 的计算是令人头疼的.这里介绍了泊松分布的一个十分有用的特性,我们可利用泊松分布作为二项分布的一种特殊近似,即二项分布的泊松近似.下面我们来看泊松定理,当n 取值较大,而p 取值偏小的情况下使用泊松定理,可大大减小二项分布的计算量.

定理 2.1[8](Possion 定理) 在n 重伯努利试验中,记事件A 在每次试验中发生的概率为,n p 它与试验发生的次数n 有关,若当0>n 时,有,λ→n np 即,lim λ=+∞

→n n np 则对任

意给定的k (k 为非负整数),有

.!

)1(lim λλ--+∞→=-??? ??e k p p k

k n n k

n n k n

证明 设,n n np =λ则有,n

p n

n λ=

所以

k n n k n k n k

n n k n n k k n n n n p p ---+-???--=-??

? ??)1()(!)1()2)(1()1(λλ

.)1(!)11()21)(11(k n n k

n n

k n k n n --??--

???--=λλ .)1()1(!)11()21)(11(k n n n k

n n

n k n k n n ---??--

???--=λλλ 由已知有,,lim λλ=+∞

→n n 则对于给定的k 值,有;lim k k

n n λλ=+∞

→且

+∞→n lim 1)1

1()21)(11(=--

???--n

k n n ; ;)

1(lim )1(lim )

(λλλλλ--?-

+∞

→+∞

→=-

=-

e n

n

n n

n

n

n n

n

n

.1)1(lim =-

-+∞

→k n

n n

λ

所以有

.!

)1(lim λλ--+∞→=-??? ??e k p p k

k n n k

n n k n 即证!

因Possion 定理的条件之一为,lim λ=+∞

→n n np 所以在二项分布的计算中,若n 值很大,p

的值却很小,且λ=np 的大小适中时(一般认为当,1.0,100≤≥p n 且10≤=np λ时),二

概率论中几种具有可加性的分布及其关系

项分布),(p n B 可以使用参数为λ的泊松分布来做近似,即有

,2,1,0,!)1(???=≈-??

? ??--k e k p p np k

k n n k

n n k λ

此即为二项分布),(p n B 的泊松近似,而且n 的值应尽可能的大,这样计算结果才能更精确.

二项分布),(p n B 的泊松近似经常被用于稀有事件(即每次试验中事件发生的概率很小)的研究中,大量实例表明,一般情况下概率1.0

定理 2.2[7](棣莫佛-拉普拉斯(De Laplace Moivre -)极限定理) 设随机变量

),(~p n B X (???=<<,2,1,0,10n p ),则对任意的实数x ,有

()).(211lim 2

/2x dt e x p np np X P x t n Φ==??

???????

?≤--?∞--+∞→π 证明 因随机变量X 服从二项分布),(p n B ,所以X 可看做是n 个相互独立的且服

从于同一参数p 的两点分布的随机变量n X X X ,,,21???的和,即,1

∑==n

i i X X 而且

??????=-==,2,1),1()(,)(i p p X Var p X E i i 根据Levy Lindeberg -中心极限定理,有

).(21)1(lim 2/12x dt e x p np np X P x t n i i n Φ==??

?

?

???

???????≤--?∑∞--=+∞→π 定理得证! De Laplace Moivre -中心极限定理说明,n 相当大时,服从二项分布),(p n B 的随机变量X 的概率的计算服从正态分布))1(,(p np np N -的随机变量的计算.也就是说,二

项分布可以用正态分布来近似计算.比如k n k

n k p p k X P --??

? ??==)1()(,在n 比较大的时候

的计算量时十分大的.根据De Laplace Moivre -中心极限定理,因 )

1(np np np

X --近似服

从于标准正态分布,或者说是X 近似服从于))1(,(p np np N -分布,也就是说

k n k n

k p p k X P --??

?

??==)1()(≈

.)1()1(1)

1(21

)

1(2)(2???

? ??---=----

p np np k p np e

p np p np np x ?π 对于,)1()(k n k

b k a n k p p b X a P -≤≤-??

? ??=≤≤∑有

))1()1()1(()(21

21p np np

a p np np X p np np a P a X a P --≤--≤--=≤≤ ))

1(())1((12

p np np

a p np np a --Φ---Φ≈ )(* 我们只需查一下标准正态分布表,就可以求出我们需要的相当精确的值.但是,当p 较大或者较小时近似效果可能差一些,利用公式时p 的值最好满足9.01.0≤≤p .另外,

因二项分布是离散分布,正态分布是连续分布,所以在我们实际的应用中,为减小误差, 常常使用

≈≤≤)(21a X a P ))

1(5.0())1(5.0(12p np np

a p np np a --+Φ---+Φ

来替换)(*式.

2.3 正态分布与泊松分布之间的关系[9]

由上面的定理2.1和定理2.2我们可以知道,二项分布),(p n B 可以用泊松分布来做近似,同样也可以用正态分布来近似.所以,从某个方面来说,泊松分布与正态分布也具有某种近似的关系,首先我们来看特征函数的连续性定理.

定理 2.3.1[11] 分布函数列{})(x F n 弱收敛于分布函数)(x F 的充分必要条件是它的相应的特征函数列{})(t n ?收敛于)(x F 的特征函数).(t ?

定理2.3.2[11] 设随机变量),(~λλP X 则有.21lim 2

2

dt e

x X P x

t ?

--

∞→=

???

??<-πλλλλ

证明 知λX 服从泊松分布,则λX 的特征函数为.)()

1(-=it e e t λλ?

所以λ

λ

μλλ-=

X 的特征函数是.)(1t i e t

i e

t λλλλ

ψ-????

? ?

?-=

对于任何一个,t 我们有.,1!212∞→??

?

??+-+=λλολλλ

t it

e t

i

所以有

.,212122∞→-→???

???+-=-???

? ?

?-λλολλλλ

t t t i e

t

i

因此对于任意的点列,∞→n λ有.)(lim 2

2

t e

t n n -∞

→=λλψ

又知2

2t e

-

是标准正态分布)1,0(N 的特征函数,因此由连续性定理可以得到,

.21

lim 2

2

dt e

x X P x

t n n n

n ?

--

∞→=???

? ??<-πλλλλ

由n λ的任意性,所以有dt e

x X P x

t ?

--

∞→=

??

?

??<-2

221lim πλλλλ成立.

我们来看泊松分布的正态逼近. 定理2.3.3[8] 对于任意的,21a a <有

,21!lim

2

1

22

/?

-<<-+∞

→=a a x k k dx e

k e β

αλ

λπ

λ其中.,21λ

λ

βλλα-=-=

a a 其证明见文献[8].

由前可知,),(p n B 的正态近似与泊松近似的条件是不同的,当p 的取值特别小时,哪怕n 的值不是太大,用泊松分布来近似二项分布也是可以的.但在这种情况下,用正态近似却是不合理的.我们可以想象,若p 值很小,但n 的值也不是太大,则np =λ的值

概率论中几种具有可加性的分布及其关系

肯定不会很大,而由定理2.3.1,我们可知,此时正态分布就不可能很好的进行泊松近似.

2.4 正态分布与柯西分布、卡方分布及卡方分布与伽玛分布之间的关系 首先来看正态分布与柯西分布的关系.

定理 2.4.1 设).1,0(~),1,0(~N Y N X 且X 与Y 独立同分布,记Y X Z /=,则

)1,0(~N Z .

证明 易知Z 的取值范围是),(+∞-∞,所以对于),(+∞-∞∈z ,我们利用商的公式,可以得到

??∞

+∞+∞-?

?????+-==0222)1(exp 1)()()(dt z t t dt t t p zt p z p Y X Z π .)

1(1

2z +=

π 这正是1,0==μλ时的柯西分布的密度函数,所以结论得证!

正态分布与卡方分布的关系如下:

定理2.4.2 若随机变量),1,0(~N X 则).1(~22χX

定理证明见文献[10].这说明了标准正态分布与自由度为1的卡方分布之间的关系.

若().,2,1,1,0~n i N X i ???=且i X 彼此独立,记2

22212n

X X X +???++=χ,根据卡方分布的定义,我们知2χ服从自由度为n 的卡方分布.

对于伽玛分布,当其参数2

1

,2==λαn 时即为自由度为n 的卡方分布,记为

).()2

1

,2(2n n Ga χ=

3 小结

文章第一部分我们讨论了六种具有可加性的分布以及它们的简单性质,上述分布的可

加性均可利用卷积公式或者特征函数进行证明.正态分布是概率论中最重要的分布,一般地,如果某个数量指标受到大量随机因素影响,而每一因素起的作用很小,则这个数量指标就近似服从正态分布.在第二部分里研究了二项分布、正态分布与泊松分布的关系,从此处我们可以知道二项分布不仅可以用泊松分布近似,同样也可由正态分布来近似. 参考文献

[1] 罗建华.卷积公式的应用注记[J].中南林业科技大学学报,2007年,第27卷,第1期:152页. [2] 李贤平,沈崇生,陈子毅.概率论与数理统计[M].上海:复旦大学出版社,2003.5:221-231. [3]唐玲,徐怀.复合泊松分布和泊松过程的可加性[J].安徽建筑工业学院学报,2007.05:83页. [4] 郭彦.对柯西分布性质的进一步讨论[J].淮阴工学院学报,2005.05:12页.

[5] 茆诗松,程依明,濮晓龙.概率论与数理统计教程[M].北京:高等教育出版社,2004.7:155-160; [6] 王梓坤.概率论基础及应用[M].北京:北京师范大学出版社,1996.3:61-64. [7] 宋立新.概率论与数理统计[M].北京:人民大学出版社,2003.9:176-177.

[8]于洋.浅析二项分布、泊松分布和正态分布之间的关系[J].《企业科技与发展》,2008 年第20期:120页.

[9]魏宗舒等.概率论与数理统计教程[M].北京:高等教育出版社,1983.10:208-211.

[10]孟凡华.浅谈几种概率分布之间的相互关系[J].信阳农专学报,1992年第3卷第2期:63-65.

[11]王淑云.特征函数及其应用[J].邯郸学院学报,2008年第18卷第3期:52-56.

概率论中几种具有可加性的分布及其关系

目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (1) 1 几种常见的具有可加性的分布 (1) 1.1 二项分布 (2) 1.2 泊松分布(Possion分布) (3) 1.3正态分布 (4) 1.4 伽玛分布 (6) 1.5 柯西分布 (7) 1.6 卡方分布 (7) 2 具有可加性的概率分布间的关系 (8) 2.1 二项分布的泊松近似 (8) 2.2 二项分布的正态近似 (9) 2.3 正态分布与泊松分布间的关系 (10) 2.4 正态分布与柯西分布、卡方分布及卡方分布与伽玛分布的关系 (11) 3 小结 (12) 参考文献 (12) 致谢 (13)

概率论中几种具有可加性的分布及其关系 摘要概率论与数理统计中概率分布的可加性是一个十分重要的内容.所谓分布的可加性指的是同一类分布的独立随机变量和的分布仍属于此类分布.结合其特点,这里给出了概率论中几种具有可加性的分布:二项分布,泊松分布,正态分布,柯西分布,卡方分布以及伽玛分布.文章讨论了各类分布的性质及其可加性的证明,这里给出了证明分布可加性的两种方法,即利用卷积公式和随机变量的特征函数.除此之外,文章就可加性分布之间的各种关系,如二项分布的泊松近似,棣莫佛-拉普拉斯中心极限定理等,进行了不同层次的讨论. 关键词概率分布可加性相互独立特征函数 Several Kinds of Probability Dstribution and its Relationship with Additive Abstract Probability and mathematical statistics in the probability distribution of additivity is a very important content.The distribution of the so-called additivity refers to the distribution of the same kind of independent random variables and distribution are still belong to this kind of https://www.wendangku.net/doc/3f2073452.html,bined with its characteristics, here given several has additivity distribution in probability theory: the binomial distribution, poisson distribution and normal distribution and cauchy distribution, chi-square distribution and gamma distribution.Article discusses the nature of all kinds of distribution and its proof of additivity, additive of proof distribution are also given two methods, namely using convolution formula and characteristic function of a random variable. In addition, this paper the relationships between the additive property distribution, such as the binomial distribution of poisson approximation, Di mo - Laplace's central limit theorem, and so on, has carried on the different levels of discussion. Key Words probability distribution additivity property mutual independence characteristic function 引言概率论与数理统计是研究大量随机现象的统计规律性的学科,在概率论与数理统计中,有时候我们需要求一些随机变量的和的分布,在这些情形中,有一种求和类型比较特殊,即有限个相互独立且同分布的随机变量的和的分布类型不变,这一求和过程称为概率分布的“可加性”.概率分布中随机变量的可加性是一个相当重要的概念,本文给出了概率论中常见的六种具有可加性的分布,包括二项分布,泊松分布,正态分布,伽玛分布,柯西分布和卡方分布.文章最后讨论了几项分布之间的关系,如二项分布的泊松近似,正态近似等等. 1 几种常见的具有可加性的分布 在讨论概率分布的可加性之前,我们先来看一下卷积公式和随机变量的特征函数,首先来看卷积公式[1]:

数学概率多种分布的可加性原理

数学概率多种分布的可加性 1、0-1分布 作为离散变量,0-1分布的变量取值范围是0,1,两个0-1分布相加后取值范围变为0、1、2,显然与原来不一样,所以不满足可加性。 2、二项分布b (n ,p ) 设()~,X b n p ,()~,Y b m p ,且X ,Y 相互独立,令Z=X+Y 。由卷积公式, ()0()()k i P Z k P X i P Y k i =====-∑。因为可能性的缘故,i<=n ,k-i<=m ,因此 max{0,},min{,}a k m b n k =-=。则 ()()()(1) b b k m n k i m n k i i a i a P Z k P X i P Y k i p p C C +--======-=-∑∑,b i m k n k i m n i a C C C -+==∑Q , ()(1) k k m n k m n P Z k C p p +-+∴==-。因此,二项分布有可加性。 3、 负二项分布 设X 、Y 为满足系数为m 、n 的负二项分布且独立,令Z=X+Y 。有卷积公式 ()0()()k i P Z k P X i P Y k i =====-∑,由于可能性,m<=i<=k-n ,则 ()1111()()(1) b k n k k m n m n i k i i a i m P Z k P X i P Y k i p p C C --------======-=-∑∑, 111111k n m n m n i k i k i m C C C ---+-----==∑Q ,()11 (1)m n k k m n k P Z k C p p +----∴==-。因此,负二项分布有可加性。 4、几何分布 变量的取值范围相加后不再是1、2、3……而是2、3……,所以不再是几何分布,没有可加性。 5、均匀分布 设X ,Y 满足均匀分布X 对应a1、a2,Y 对应b1、b2,且相互独立。令Z=X+Y ,则a1+a2<=z<=b1+b2.卷积公式 ()()()Z X Y P z P z y P y dy +∞ -∞ = -?,1 2 2 1 max{,},min(,)a z b a b b z a =-=- 则1122()()()()() Z X Y b a P z P z y P y dy b a b a +∞ -∞ -= -= --? 。因此,均匀分布没有可加性。

第二章 随机变量及其概率分布

第二章 随机变量及其概率分布 教学目的与要求 1. 熟练掌握一维离散型随机变量及其分布的概念,会求一维离散型随机变量的分布列; 2. 熟练掌握一维随机变量分布函数的概念与性质; 3. 熟悉一维离散型随机变量的分布函数与分布列的关系; 3. 理解一维连续型随机变量分布函数与分布密度的概念及其关系; 4. 熟记常见的几种分布的表达形式. 6. 熟悉随机变量函数的分布函数与分布密度的计算公式. 教学重点 一维离散型、连续型随机变量及其分布 教学难点 随机变量函数的分布 教学方法 讲解法 教学时间安排 第11-12学时 第一节 随机变量 第四节 随机变量的分布函数 第13-16学时 第二节 离散型随机变量 第三节 连续型随机变量 第17-18学时 第五节 随机变量函数的分布 习题辅导 教学内容 第一节 随机变量 一、随机变量 在上一章所讲的有些随机试验的样本空间中基本事件是用数值描述的,这就提示我们,无论什么随机试验,如果用一个变量的不同取值来描述它的全部可能结果,样本空间的表达及其相应的概率就显得更明了、更简单.事实上,这种想法是可以的,为此,引入一个新概念. 定义2.1 设E 维随机试验,()ωΩ=为其样本空间,若对任意的ω∈Ω,有唯一的实数与之对应,且对{},x R x ξ?∈≤为事件,则称()ξω为随机变量. 这样,事件可通过随机变量的取值来表示,随机变量,(),(),b a b ξξξ≤<≤L 等都表

示为事件,其中,a b 表示任意实数.即用随机变量的各种取值状态和取值范围来表示随机事件. 二、分布函数的定义与性质 定义2.2 定义在样本空间Ω上,取值于实数域的函数()ξω,称为是样本空间Ω上的(实值)随机变量,并称 ()(()), (,)F x P x x ξω=≤∈-∞∞ 是随机变量()ξω的概率分布函数.简称为分布函数. 分布函数的性质: (1)单调性 若12,x x <则12()()F x F x ≤; (2)()lim ()0x F F x →-∞ -∞== ()lim ()1x F F x →+∞ +∞== (3)右连续性 (0)()F x F x += 反过来,任一满足这三个性质的函数,一定可以作为某个随机变量的分布函数.因此,满足这三个性质的函数通常都称为分布函数. 由分布函数还可以下列事件的概率: {()}1(){()}(0) {()}1(0){()}()(0) P x F x P x F x p x F x P x F x F x ξωξωξωξω>=-<=-≥=--==-- 由此可见,形如12121212{()},{()},{()},{()}x x x x x x x x ξωξωξωξω≤≤<<<≤≤<这些事件以及它们经过有限次或可列次并、交、差以后的概率,都可以由()F x 算出来,所以()F x 全面地描述了随机变量()ξω的统计规律. 第二节 离散型随机变量 一、离散型随机变量的概念及其分布 定义 2.2 定义在样本空间Ω上,取之于实数域R ,且只取有限个或可列个值的变量 ()ξξω=,称作是一维(实值)离散型随机变量,简称为离散型随机变量.称

概率论中几种具有可加性的分布与关系

. 目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 引言 (1) 1 几种常见的具有可加性的分布 (1) 1.1 二项分布 (2) 1.2 泊松分布(Possion分布) (3) 1.3 正态分布 (4) 1.4 伽玛分布 (6) 1.5 柯西分布 (7) 1.6 卡方分布 (7) 2 具有可加性的概率分布间的关系 (8) 2.1 二项分布的泊松近似 (8) 2.2 二项分布的正态近似 (9) 2.3 正态分布与泊松分布间的关系 (10) 2.4 正态分布与柯西分布、卡方分布及卡方分布与伽玛分布的关系 (11) 3 小结 (12) 参考文献 (12) 致 (13)

概率论中几种具有可加性的分布及其关系 概率论中几种具有可加性的分布及其关系 摘要 概率论与数理统计中概率分布的可加性是一个十分重要的容.所谓分布的可加性指的是同一类分布的独立随机变量和的分布仍属于此类分布.结合其特点,这里给出了概率论中几种具有可加性的分布:二项分布,泊松分布,正态分布,柯西分布,卡方分布以及伽玛分布.文章讨论了各类分布的性质及其可加性的证明,这里给出了证明分布可加性的两种方法,即利用卷积公式和随机变量的特征函数.除此之外,文章就可加性分布之间的各种关系,如二项分布的泊松近似,棣莫佛-拉普拉斯中心极限定理等,进行了不同层次的讨论. 关键词 概率分布 可加性 相互独立 特征函数 Several Kinds of Probability Dstribution and its Relationship with Additive Abstract Probability and mathematical statistics in the probability distribution of additivity is a very important content.The distribution of the so-called additivity refers to the distribution of the same kind of independent random variables and distribution are still belong to this kind of https://www.wendangku.net/doc/3f2073452.html,bined with its characteristics, here given several has additivity distribution in probability theory: the binomial distribution, poisson distribution and normal distribution and cauchy distribution, chi-square distribution and gamma distribution.Article discusses the nature of all kinds of distribution and its proof of additivity, additive of proof distribution are also given two methods, namely using convolution formula and characteristic function of a random variable. In addition, this paper the relationships between the additive property distribution, such as the binomial distribution of poisson approximation, Di mo - Laplace's central limit theorem, and so on, has carried on the different levels of discussion. Key Words probability distribution additivity property mutual independence characteristic function 引言 概率论与数理统计是研究大量随机现象的统计规律性的学科,在概率论与数理统计中,有时候我们需要求一些随机变量的和的分布,在这些情形中,有一种求和类型比较特殊,即有限个相互独立且同分布的随机变量的和的分布类型不变,这一求和过程称为概率分布的“可加性”.概率分布中随机变量的可加性是一个相当重要的概念,本文给出了概率论中常见的六种具有可加性的分布,包括二项分布,泊松分布,正态分布,伽玛分布,柯西分布和卡方分布.文章最后讨论了几项分布之间的关系,如二项分布的泊松近似,正态近似等等. 1 几种常见的具有可加性的分布 在讨论概率分布的可加性之前,我们先来看一下卷积公式和随机变量的特征函数,首先来看卷积公式[1]: ①离散场合的卷积公式 设离散型随机变量ξζ,彼此独立,且它们的分布列分别是n k a k P k ,1,0,)(???===ζ和.,,1,0,)(n k b k P k ???===ξ则ξζ?+=的概率分布列可表示

概率论中几种具有可加性的分布及其关系

概率论中几种具有可加性 的分布及其关系 Prepared on 22 November 2020

目录 摘要 (1) 关键词 (1) A b s t r a c t (1) K e y w o r d s (1) 引言 (1) 1几种常见的具有可加性的分布 (1) 二项分布 (2) 泊松分布(Possion分布) (3) 正态分布 (4) 伽玛分布 (6) 柯西分布 (7) 卡方分布 (7) 2具有可加性的概率分布间的关系 (8) 二项分布的泊松近似 (8) 二项分布的正态近似 (9) 正态分布与泊松分布间的关系 (10) 正态分布与柯西分布、卡方分布及卡方分布与伽玛分布的关系 (11) 3小结 (12) 参考文献 (12) 致谢 (13)

概率论中几种具有可加性的分布及其关系 摘要概率论与数理统计中概率分布的可加性是一个十分重要的内容.所谓分布的可加性指的是同一类分布的独立随机变量和的分布仍属于此类分布.结合其特点,这里给出了概率论中几种具有可加性的分布:二项分布,泊松分布,正态分布,柯西分布,卡方分布以及伽玛分布.文章讨论了各类分布的性质及其可加性的证明,这里给出了证明分布可加性的两种方法,即利用卷积公式和随机变量的特征函数.除此之外,文章就可加性分布之间的各种关系,如二项分布的泊松近似,棣莫佛-拉普拉斯中心极限定理等,进行了不同层次的讨论. 关键词概率分布可加性相互独立特征函数 SeveralKindsofProbabilityDstributionanditsRelationshipwithAdd itive 'scentrallimittheorem,andsoon,hascarriedonthedifferentlevelsofdiscussion. KeyWords probabilitydistributionadditivitypropertymutualindependencecharacteristicfunction 引言概率论与数理统计是研究大量随机现象的统计规律性的学科,在概率论与数理统计中,有时候我们需要求一些随机变量的和的分布,在这些情形中,有一种求和类型比较特殊,即有限个相互独立且同分布的随机变量的和的分布类型不变,这一求和过程称为概率分布的“可加性”.概率分布中随机变量的可加性是一个相当重要的概念,本文给出了概率论中常见的六种具有可加性的分布,包括二项分布,泊松分布,正态分布,伽玛分布,柯西分布和卡方分布.文章最后讨论了几项分布之间的关系,如二项分布的泊松近似,正态近似等等. 1几种常见的具有可加性的分布 在讨论概率分布的可加性之前,我们先来看一下卷积公式和随机变量的特征函数,首先来看卷积公式[1]: ①离散场合的卷积公式设离散型随机变量ξζ,彼此独立,且它们的分布列分别是 n k a k P k ,1,0,)(???===ζ和.,,1,0,)(n k b k P k ???===ξ则ξζ?+=的概率分布列可表示为 ②连续场合的卷积公式设连续型随机变量ξζ,彼此独立,且它们的密度函数分别是 )(),(y f x f ξζ,则它们的和ξζ?+=的密度函数如下 其证明如下: ξζ?+=的分布函数是dxdy y f x f z f z F z y x )()()()(ξζ?ξζ??≤+= ≤+= 其中)(x F ζ为ζ的分布函数,对上式两端进行求导,则可得到ξζ?+=的密度函数:

可加性

多种分布的可加性 1、0-1分布 作为离散变量,0-1分布的变量取值范围是0,1,两个0-1分布相加后取值范围变为0、1、2,显然与原来不一样,所以不满足可加性。 2、二项分布b (n ,p ) 设()~,X b n p ,()~,Y b m p ,且X ,Y 相互独立,令Z=X+Y 。由卷积公式, ()0()()k i P Z k P X i P Y k i =====-∑。因为可能性的缘故,i<=n ,k-i<=m ,因此 max{0,},min{,}a k m b n k =-=。则 ()()()(1) b b k m n k i m n k i i a i a P Z k P X i P Y k i p p C C +--======-=-∑∑,b i m k n k i m n i a C C C -+==∑ , ()(1) k k m n k m n P Z k C p p +-+∴==-。因此,二项分布有可加性。 3、负二项分布 设X 、Y 为满足系数为m 、n 的负二项分布且独立,令Z=X+Y 。有卷积公式 ()0()()k i P Z k P X i P Y k i =====-∑,由于可能性,m<=i<=k-n ,则 ()1111()()(1) b k n k k m n m n i k i i a i m P Z k P X i P Y k i p p C C --------======-=-∑∑, 111111 k n m n m n i k i k i m C C C ---+-----==∑ ,()11(1)m n k k m n k P Z k C p p +----∴==-。因此,负二项分布有可加性。 4、几何分布 变量的取值范围相加后不再是1、2、3……而是2、3……,所以不再是几何分布,没有可加性。 5、均匀分布 设X ,Y 满足均匀分布X 对应a1、a2,Y 对应b1、b2,且相互独立。令Z=X+Y ,则a1+a2<=z<=b1+b2.卷积公式 ()()()Z X Y P z P z y P y dy +∞ -∞ = -?,1221max{,},min(,)a z b a b b z a =-=- 则1122()()()()() Z X Y b a P z P z y P y dy b a b a +∞ -∞ -= -= --? 。因此,均匀分布没有可加性。

北师教育统计学作业答案精编版

北师教育统计学作业答 案 公司内部编号:(GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

《教育统计学》作业 客观题部分: 一、选择题(每题1分,共15题) 1、下列分布中哪一种是单峰对称分布?( C ) A. F分布 B. χ2分布 C. t分布 D.二项分布 2、当一组数据用中位数来反映集中趋势时,这组数据最好用哪种统计量来表示离散程度?( B ) A.全距 (差异量) B.四分位距(差异量) C.方差(差异量) D.标准差(差异量) 3、总体不呈正态分布,从该总体中随机抽取容量为1000的一切可能样本的平均数的分布接近于:( D ) A.二项分布 B. F分布 C.t分布 D.正态分布 4、检验某个频数分布是否服从正态分布时需采用:( C ) A. Z检验 B. t检验 C.χ2 检验 D. F检验 5、对两组平均数进行差异的显着性检验时,在下面哪种情况下不需要进行方差齐性检验?( B ) A. 两个独立样本的容量相等且小于30; B. 两个独立样本的容量相等且大于30; C. 两个独立样本的容量不等,n1小于30,n2大于30; D. 两个独立样本的容量不等,n1大于30,n2小于30。 6、下列说法中哪一个是正确的?( C )

A.若r1=0.40,r2=0.20,那么r1就是r2的2倍; B.如果r=0.80,那么就表明两个变量之间的关联程度达到80%; C.相关系数不可能是2; D.相关系数不可能是-1。 7、当两列变量均为二分变量时,应计算哪一种相关?( B ) A.积差相关(两个连续型变量) B.φ相关 C.点二列相关(一个是连续型变量,另一个是真正的二分名义变量) D.二列相关 (两个连续型变量,其中之一被人为地划分成二分变量。) 8、对多组平均数的差异进行显着性检验时需计算:( A ) A.F值 B. t值 C. χ2 值 D.Z值 9、比较不同单位资料的差异程度,可以采用何种差异量( A ) A.差异系数 B.方差 C.全距 D.标准差 10、教育统计学科的基本结构是( C ) A. 描述统计学、量化统计学 B. 描述统计学、推断统计学、量化统计学 C. 描述统计学、推断统计学、多元统计 D. 描述统计学、多元统计、量化统计学 11、统计分析包括( D ) A. 多元分析与方差分析 B. 回归分析与区间分析 C. 方差分析与区间分析 D. 回归分析与方差分析 12、从自变量的一个取值去估计因变量的相应取值的完整分析与计算过程称为( B ) A. 多元分析 B. 回归分析 C. 方差分析 D. 区间分析 13、回归分析的基本原理是( A )

东师教育统计与测量18春在线作业2

(单选题) 1: 下列选项中,属于称名变量是()。 A: 邮编130021 B: 身高1.79米 C: 成绩80分 D: 班级第10名 正确答案: (单选题) 2: 编制教育测验时,任何试题都要遵循的编制原则是()。 A: 每道试题测量的是重要的学习结果 B: 文字表述力求简短 C: 答案要简短具体 D: 慎重使用描述目的的行为动词 正确答案: (单选题) 3: 高中毕业会考的目的主要是()。 A: 选拔 B: 分类 C: 诊断 D: 资格鉴定 正确答案: (单选题) 4: 测验对处于特定情境中个体行为预测时的有效性,这一概念叫做()。 A: 同质性信度 B: 复本信度 C: 效标关联效度 D: 重测信度 正确答案: (单选题) 5: 下列选项中,属于称名变量特点的是()。 A: 单位相等 B: 无类别意义 C: 相对参照点 D: 无大小意义 正确答案: (单选题) 6: 将某班每个学生的英语考试成绩都增加10分,与原来相比其平均数和标准差的变化是()。A: 平均数不变,标准差不变 B: 平均数和标准差都增加10分 C: 平均数增加10分,标准差不变 D: 平均数不变,标准差增加10分 正确答案: (单选题) 7: 总体非正态分布、大样本时,总体平均数显著性检验采用的方法是()。 A: Z检验 B: t检验 C: F检验 D: 卡方检验 正确答案: (单选题) 8: 总体非正态分布、大样本时,平均数的抽样分布为()。 A: t分布 B: 正态分布 C: 近似正态 D: 二项分布 正确答案: (单选题) 9: 单因素方差分析主要适用于()。 A: 两独立样本平均数间差异的显著性检验 B: 两个小样本平均数间差异的比较 C: 两个以上独立样本平均数间差异的比较 D: 方差的齐性检验

数学概率多种分布的可加性原理知识分享

数学概率多种分布的可加性原理

精品资料 仅供学习与交流,如有侵权请联系网站删除 谢谢2 数学概率多种分布的可加性 1、0-1分布 作为离散变量,0-1分布的变量取值范围是0,1,两个0-1分布相加后取值范围变为0、1、2,显然与原来不一样,所以不满足可加性。 2、二项分布b (n ,p ) 设()~,X b n p ,()~,Y b m p ,且X ,Y 相互独立,令Z=X+Y 。由卷积公式, ()0()()k i P Z k P X i P Y k i =====-∑。因为可能性的缘故,i<=n ,k-i<=m ,因此 max{0,},min{,}a k m b n k =-=。则 ()()()(1) b b k m n k i m n k i i a i a P Z k P X i P Y k i p p C C +--======-=-∑∑, b i m k n k i m n i a C C C -+==∑, ()(1) k k m n k m n P Z k C p p +-+∴==-。因此,二项分布有可加性。 3、 负二项分布 设X 、Y 为满足系数为m 、n 的负二项分布且独立,令Z=X+Y 。有卷积公式 ()0()()k i P Z k P X i P Y k i =====-∑,由于可能性,m<=i<=k-n ,则 ()1 111()()(1) b k n k k m n m n i k i i a i m P Z k P X i P Y k i p p C C --------======-=-∑∑, 1 11111k n m n m n i k i k i m C C C ---+-----==∑,()11 (1)m n k k m n k P Z k C p p +----∴==-。因此,负二项分布有可加性。 4、几何分布 变量的取值范围相加后不再是1、2、3……而是2、3……,所以不再是几何分布,没有可加性。

分布的可加性与正态分布的性质--matlab

第三次试验报告 试验六:分布的可加性 poison分布可加性 分析:由最后一图可知:P(10)与P(5)的人数总和与P(15)的人数和几乎一致,泊松分布具有可加性。 二项分布可加性 分析:由最后一图可知:B(3,0.6)与B(2,0.6)的人数总和与B(5,0.6)的人数和几乎一致,二项分布具有可加性。

分析:由最后一图可知:N(10,2)与N(30,4)的人数总和与N(40,6)的人数和几乎一致,正态分布具有可加性。 实验七:期中考试成绩分析 数据省略列举。 代码: n1=length(x) %x y 长度 n2=length(y) Ex=sum(x)/n1 % x y 期望 Ey=sum(y)/n2 Dx=sum((x(1,:)-Ex).^2)/n1 %X Y 方差 Dy=sum((y(1,:)-Ey).^2)/n2 Dxx=sqrt(Dx) % x y 标准差 Dyy=sqrt(Dy) cov=sum((x-Ex).*(y-Ey))/n1 %cov(x, y) 结果 n1 = 65 n2 = 65 Ex = 64.7231 Ey = 81.8154 Dx = 428.323 Dy = 162.9813 Dxx = 20.6960 Dyy = 12.7664 cov = 259.8258 分析:1、期望来看本班 较低; 2、方差来看,本班较大, 成绩比较分散; 3、cov(x, y)不懂正态分布可加性

成绩评价:总的来说本次成绩是不理想的。 1、基础知识不牢固,虽然当时知道但却错了填空题; 2、思维过于复杂,将计算题第一题想太多了; 3、得复习高数积分求导的公式,不得再弄错了; 4、看题得仔细,不能把离散分布变量与连续分布变量弄混了 学习及复习计划: 1、绝对不能缺课,上课要仔细听讲; 2、作业不能对照例题来做,要先看例题,在独立完成作业; 3、多与老师同学沟通,了解最新信息。 期末成绩期望:力争达到90分及其以上 实验八:正态分布的质 N(mu, sigma^2) I)f(x)关于x=mu对称; II)f(x)在x=mu处有最大值f(x)=1/sqrt(2*pi*sigma); III)二维正态分布的边缘分布还是正态分布; IV)二维正态分布中,X与Y相互独立的充要条件为p=0; V)当X~N(mu, sigma^2)时,Y=kX+c~N(k*mu+c, (k*sigma)^2); VI)正态分布具有可加性;

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