多维随机变量及其分布
21页1、第三章 多维随机向量及其分布v二维随机向量及其分布v随机向量的独立性v二维随机向量函数的分布3.1 二维随机向量及其分布将n个随机变量X1,X2,.,Xn构成一个n维向 量 (X1,X2,.,Xn)称为n维随机向量。一、 二维随机向量1.定义 设随机试验的样本空间为 为 样本点,而 是定义在S上 的两个随机变量,称(X,Y)为定义在S上的二 维随机变量或二维随机向量。一维随机变量XR1上的随机点坐标二维随机变量(X,Y)R2上的随机点坐标n维随机变量(X1,X2,Xn)Rn上的随机点坐标多维随机变量的研究方法也与一维类似,用分布函数、 概率密度、或分布律来描述其统计规律设(X, Y)是二维随机变量,(x, y)R2, 则称F (x, y)=P ( X x) (Y y)记为P X x, Y y为(X, Y)的分布函数,或X与Y的联合分布函数。 二.二维随机变量的联合分布函数几何意义:分布函数F( )表示随机点(X,Y)落在区域 中的概率。如图阴影部分:对于(x1, y1), (x2, y2)R2, (x1 x2, y1y2 ),则Px1X x2, y1yy2 F(x2, y2)F(x1,
2、 y2) F (x2, y1)F (x1, y1).(x1, y1)(x2, y2)(x2, y1)(x1, y2)分布函数F(x, y)具有如下性质:且(1) 对任意(x, y) R2 , 0 F(x, y) 1,(2)单调不减 对任意y R, 当x1x2时,F(x1, y) F(x2 , y);对任意x R, 当y1y2时, F(x, y1) F(x , y2). (3)右连续 对任意xR, yR, (4)矩形不等式对于任意(x1, y1), (x2, y2)R2, (x1 x2, y1y2 ), F(x2, y2)F(x1, y2) F (x2, y1)F (x1, y1)0.反之,任一满足上述四个性质的二元函数F(x, y)都可以作为某个二维随机变量(X, Y)的分布函数。FY(y) PYy =PX+ ,Y yF (+, y)边缘分布函数FX(x) PXx PXx,Y +=F (x, +)分别称为二维随机变量(X, Y)关于X 和Y的边缘分 布函数;边缘分布实际上是高维随机变量的某个(某些)低 维分量的分布。例1 已知(X,Y)的分布函数为 求FX(x)与FY(y)。三.二维离
3、散型随机变量联合分布律 若二维随机向量(X, Y)只能取至多可列个值(xi, yj), (i, j1, 2, ),则称(X, Y)为二维离散型随 机向量(变量)。 若二维离散型随机向量(X, Y) 取 (xi, yj)的概率为 pij,则称 PXxi, Y yj, pij , (i, j1, 2, ) 为二维离散型随机向量(X, Y)的分 布律,或随机变量X与Y的联合分布律. 可记为 (X, Y) PXxi, Y yj, pij ,(i, j1, 2, ),二维离散型随机向量的分布律也可列表表示如下:(1) pij 0 , i, j1, 2, ;(2)联合分布律的性质边缘分布律PY yjpj ,j1, 2, 为(X, Y)关于Y的边缘分布律。边缘分布律自然也满足分布律的性质。若随机变量X与Y的联合分布律为 (X, Y) PXxi Y yj pij ,i, j1, 2, 则称PXxipi ,i1, 2, 为(X, Y)关于X的边缘分布律; 例 2 已知(X,Y)的分布律为 xy1011/10 3/10 0 3/10 3/10求X、Y的边缘分布律。故关于X和Y的分布律分别为:X10Y10P 2/53/5P2/53/5xy10pi. 11/10 3/10 03/10 3/10p.j 2/5 3/5 2/53/5解:例3 袋中有两只红球,三只白球,现不放回摸球 二次,令,求(X,Y)的分布律。XY1 01 0例4 设随机变量X在1,2,3,4四个整数中等 可能地取一个值,另一个随机变量Y在 1X中等可能地取一整数值,试求(X,Y )的联合分布律和边缘分布律.见课本56页 例1例5 已知二元随机变量 的联合概率分 布如下表,则 例6 已知二元随机变量 的联合概率分 布如下表,则 练习 P62和631, 2, 3
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