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【概统】第一、二章整理
2024-11-08

目录#

第一章#

P(AB)=P(A)×P(B)P(AB) = P(A) \times P(B)的条件是相互独立 P(AB)=P(A)+P(B)P(A∪B) = P(A) + P(B)的条件是互斥 不然就要用容斥原理!把每个事件要表示清楚!

不相容=互斥≠对立 区分!

例题:注意第二小问

贝叶斯/全概率:由果溯因的方法(贝叶斯方法)

  • 最大后验概率准则

第二章#

离散型随机变量及其分布#

  • 离散型随机变量的分布律:截屏2024-10-26 21.08.42

明确几种随机变量分布的定义: (注意:概率公式、自变量范围、服从的参数、概率随自变量的变化图线)

随机变量的分布函数#

  • 连续型随机变量的分布律定义:

分布函数:#

  • 定义:小于等于x的概率
  • 性质: 说明:
    • 性质2:注意右边等号,左边不等
    • 性质3:理解:分布函数为什么右连续?如图:
    • 性质4:

连续型随机变量及其密度函数#

  • 连续型随机变量X的定义:(概率)密度函数和分布函数的关系

密度函数#

  • f(x)性质:

1.离散型随机变量分布#

0-1分布#

(掷一次骰子)1重贝努力实验

二项分布#

n重贝努力实验

泊松分布#

单位时间内独立事件发生次数的概率分布

  • 公式:
  • 应用 && 性质(与二项分布的近似关系、条件):

超几何分布#

不放回取样

几何分布#

一系列贝努力实验第k次才成功的概率

巴斯卡分布#

下面描述的V服从巴斯卡分布:

2.连续型随机变量分布#

均匀分布#

X U(a,b)X~U(a,b) 区间(a,b)得出:

例题: 注意第二小问,不是0.6!(两个事件概率相乘之前,要判断是否相互独立!否则需要利用容斥原理减去重叠值)

指数分布#

  • 定义
  • 性质:具有无记忆性(注意不等号的方向!!)

正态分布/Gauss分布#

  • 定义:截屏2024-10-22 15.14.45

  • 性质:σ越小,图形越高越瘦;σ越大,图形越矮越胖。 称μ为位置参数(决定对称轴位置)σ为尺度参数(决定曲线分散性)。

  • 标准正态分布:Z ~ N(0,1)

    • 分布函数函数有如下结论(面积代表分布函数,曲线代表概率密度):
    • 变换(套用标准正态分布的分布函数):
  • 正态分布的分布函数是f(x)的超越积分(不可积积分),它的原函数是非常规的。但是可以通过平方的形式,求其定积分,如:

  • 3σ法则:0.6826 0.9655 0.9974

  • 正态分布题目:有时候画图会很方便理解做题

注意:离散型随机变量的要求是,变量在离散的点上取到。连续型随机变量的要求是,变量在任意一个值的概率均为0。 举例: 观察到Y=15点的分布函数不连续,再利用截屏2024-10-22 16.01.47 得到X=15处概率P不为0,所以不是连续型随机变量。 推论:连续型随机变量的分布函数在定义域上内闭一致连续。

随机变量函数的分布#

解题方法#

寻找变量x与变换后变量y,从y化归到x的条件求解。

  1. 离散型:可能取值、等价事件 -> 概率分布
  2. 连续型:Y的概率分布函数、等价事件 ->y 的概率密度函数 这里的h是x关于y的反函数。(不要忘记是对y求导,不是x,内部的复合函数也要注意求导出来

两个结论:(建议自己会推)

(1)

(2)

重要定理:

注意:不单调不能使用定理!题目中如果不单调,要分单调区间进行讨论。

补充#

Cov公式#

协方差公式为:

Cov(X,Y)=1ni=1n(XiX)(YiY)\text{Cov}(X, Y) = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} (X_i - \overline{X})(Y_i - \overline{Y})

其中:

  • XXYY 是两个随机变量。
  • XiX_iYiY_i 是样本中的第 ii 个观测值。
  • X\overline{X}Y\overline{Y} 分别是 XXYY 的样本均值。
  • nn 是样本的数量。

其他的表示方法:(总结)#

1. 使用期望表示#

协方差的公式可以通过期望来表示:

Cov(X,Y)=E[(XE[X])(YE[Y])]\text{Cov}(X, Y) = \mathbb{E}[(X - \mathbb{E}[X])(Y - \mathbb{E}[Y])]

其中:

  • E[X]\mathbb{E}[X]E[Y]\mathbb{E}[Y] 分别是随机变量 XXYY 的期望值。
2. 扩展为两项的差的期望#

通过期望的线性性质,可以将协方差展开为以下形式:

Cov(X,Y)=E[XY]E[X]E[Y]\text{Cov}(X, Y) = \mathbb{E}[XY] - \mathbb{E}[X] \cdot \mathbb{E}[Y]

此公式表明,协方差等于 XXYY 的乘积的期望减去 XXYY 期望的乘积。

3. 样本协方差形式#

在样本数据的情况下,协方差的估计可以表示为:

Cov(X,Y)=1n1i=1n(XiX)(YiY)\text{Cov}(X, Y) = \frac{1}{n - 1} \sum_{i=1}^{n} (X_i - \overline{X})(Y_i - \overline{Y})

这里的 n1n - 1 是分母,用于样本协方差的无偏估计(即减去自由度)。

4. 矩阵形式#

对于多个随机变量 X1,X2,,XnX_1, X_2, \dots, X_n 的协方差,可以用协方差矩阵表示,记为 Σ\Sigma

Σij=Cov(Xi,Xj)\Sigma_{ij} = \text{Cov}(X_i, X_j)

协方差矩阵 Σ\Sigma 是一个对称矩阵,其中对角线上的元素为各个变量的方差,非对角线元素为各对变量的协方差。

正态分布变量变形后的性质结论?

【概统】第一、二章整理
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2024-11-08
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