3 多维随机变量及其分布

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二维随机变量的分布函数

  1. 定义 -> F(x,y)=P{Xx,Yy}F(x,y)=P\{X\leq x,Y\leq y\}, 注意端点分段
  2. 性质 ->
    1. 三方为0 -> F(,y)=F(x,)=F(,)=0F(-\infty,y)=F(x,-\infty)=F(-\infty,-\infty)=0
    2. F(+,+)=1F(+\infty,+\infty)=1
    3. 沿x,y正方向, F(x,y)单调不减, 且右连续
    4. 矩形区域D={(x,y)x1<Xx2,y1<Yy2}D=\{(x,y)|x_{1}<X\leq x_{2},y_{1}<Y\leq y_{2}\}上的概率P=F(x2,y2)F(x2,y1)F(x1,y2)+F(x1,y1)P=F(x_{2},y_{2})-F(x_{2},y_{1})-F(x_{1},y_{2})+F(x_{1},y_{1})
  3. 边缘分布函数, 退化成一维随机变量 FX(x)=F(x,+)F_{X}(x)=F(x,+\infty), 即在y取到任意值的情况下, 研究x的分布, 反之亦然
  4. 已知联合分布是边缘分布的充分条件, 但反过来不成立. 知道 XXYY 各自的边缘分布, 一般不能唯一确定 (X,Y)(X,Y) 的联合分布.只有当 XXYY 相互独立时: F(x,y)=FX(x)FY(y)F(x,y) = F_X(x) \cdot F_Y(y) f(x,y)=fX(x)fY(y)(连续型)f(x,y) = f_X(x) \cdot f_Y(y) \quad \text{(连续型)} 这时边缘分布才能唯一确定联合分布, 该式子也是事件X,Y相互独立的充要条件

二维离散型随机变量

  1. 关键在建立联合分布表, 主要步骤为 ->
    1. 确定联合分布表的维数, m个X值n个Y值对应表的结构为m×nm\times n
    2. 利用X,Y的约束关系对表格级逆行适当化简
    3. 求解各个概率pij=P{X=xi,Y=yi}p_{ij}=P\{X=x_i,Y=y_i\}, 需要充分运用边缘分布的性质
    4. 验算i,jpij=1\sum_{i,j}p_{ij}=1
  2. 判断独立性一般用排除法
    1. 若某项p=0但是独立的X和Y的P都≠0, 则一定不独立
    2. 若独立, 有pij=P{X=xi,Y=yi}=P{X=xi}P{Y=yi}p_{ij}=P\{X=x_{i},Y=y_{i}\}=P\{X=x_{i}\}P\{Y=y_i\}

结论

  1. 如果两个变量联合分布, 但是两个变量间有解析关系, 实际上的F(x,y)可能表示成F(min{x,f(x)})
  2. 想知道联合分布的变量是否同分布, 可以先求边缘分布(分别的分布函数), 独立性同理
  3. 关于例题5, 独立性的判断仅是一个方面, 能想到u,v大小关系(通过x=v/2去判断积分限)可能需要一点…
  4. 分布律就是一张表

总结

  1. [[概率_3]]