Skip to article frontmatterSkip to article content

Смешанное дискретно-непрерывное распределение

(Ω,F,P)ξ порождает(R,B(R),Fξ)(\Omega,\FF,\PP)\xrightarrow{\xi \text{ порождает}}(\RR,\BB(\RR),F_\xi)

Преобразование случайных величин

ДискретныйАбсолютно непрерывный
(Ω,P)(\Omega,\PP)(Ω,F,P)(\Omega,\FF,\PP)
p(ω)p(\omega)P(A)\PP(A), где AFA\in\FF
Случайная величина ξ\xi\forall функцияСлучайная величина ξ\xi — измеримая функция (прообраз BB\forall B\in\BB является элементом F\FF)
E(ξ)=kxkP(ξ=xk)E(\xi)=\displaystyle\sum_kx_k\PP(\xi=x_k)E(ξ)=fξ(x)dxE(\xi)=\displaystyle\int\limits^\infty_{-\infty} f_\xi(x)\d x, если xfξ(x)dx<\displaystyle\int\limits^\infty_{-\infty}|x|f_\xi(x)\d x<\infty

Интеграл Лебега-Стилтьеса обобщается на случай меры:

E(ξ)=Ωξ(ω)dP(ω)E(\xi)=\int\limits_\Omega\xi(\omega)\d\PP(\omega)

Свойства математического ожидания

Для \forall борелевской функции g(x)g(x):

  1. E(g(ξ))=[kg(xk)P(ξ=xk),если ξ — дискретнаяg(x)fx(x)dx,если ξ абсолютно непрерывна\EE(g(\xi))=\left[\begin{align*} &\sum_kg(xk)\PP(\xi=x_k), &\quad \text{если } \xi \text{ — дискретная}\\ &\int\limits^\infty_{-\infty}g(x)f_x(x)\d x, &\quad \text{если } \xi \text{ абсолютно непрерывна} \end{align*}\right.
η=g(ξ),yfη(y)dy=g(x)fξ(x)dx\boxed{\eta=g(\xi),\quad\int\limits^\infty_{-\infty}yf_\eta(y)\d y=\int\limits^\infty_{-\infty}g(x)f_\xi(x)\d x}
  1. E(c)=c\EE(c)=c
  2. E(cξ)=cEξ\EE(c\xi)=c\EE\xi
  3. E(ξ+η)=Eξ+Eη\EE(\xi+\eta)=\EE\xi+\EE\eta
  4. Если P(ξ0)=1\PP(\xi\geq0)=1, (ξ0)(\xi\geq0), то E(ξ)0\EE(\xi)\geq0
  1. Если ξη\xi\geq\eta почти наверное, то EξEη,(ξη0)\EE\xi\geq\EE\eta, (\xi-\eta\geq0)
  2. aξba\leq\xi\leq b почти наверное, aE(ξ)ba\leq E(\xi)\leq b

Дисперсия

Свойства дисперсии

  1. Var(ξ)=Eξ2(Eξ)2\Var(\xi)=\EE\xi^2-(\EE\xi)^2

    Var(ξ)=E(ξ22ξEξ+(Eξ)2)=Eξ22EξEξ+(Eξ)2=Eξ2(Eξ)2\Var(\xi)=\EE(\xi^2-2\xi\EE\xi+(\EE\xi)^2)=E\xi^2-2\EE\xi\cdot\EE\xi+(\EE\xi)^2=\EE\xi^2-(\EE\xi)^2

Eξ2=[kxk2P(ξ=xk)x2fξ(x)dx\EE\xi^2=\left[\begin{align*}&\sum_kx_k^2\PP(\xi=x_k)\\ &\int\limits^\infty_{-\infty}x^2f_\xi(x)\d x \end{align*}\right.
  1. Var(c)=0\Var(c)=0
  2. Var(cξ)=c2Var(ξ)\Var(c\xi)=c^2\Var(\xi)
  3. Var(ξ)0\Var(\xi)\geq0, причём если Var(ξ)=0\Var(\xi)=0, то P(ξ=c)=1\PP(\xi=c)=1.

Основные непрерывные распределения

  1. U[a,b]U[a, b]равномерное
fξ(x)={1ba,x[a,b]0,x∉[a,b]f_\xi(x)=\begin{cases} \frac{1}{b-a}, & x\in[a, b]\\ 0, & x\not\in[a, b] \end{cases}
Eξ=a+b2\EE\xi=\frac{a+b}{2}
Varξ=(ba)212\Var\xi=\frac{(b-a)^2}{12}
  1. Показательное (экпоненциальное)
fξ(x)={λeλx,x>00,x0f_\xi(x)=\begin{cases} \lambda e^{-\lambda x}, & x>0\\ 0, & x\leq 0 \end{cases}
Eξ=12\EE\xi=\frac{1}{2}
Varξ=1λ2\Var\xi=\frac{1}{\lambda^2}
Fξ(x)=1eλx,x>0F_\xi(x)=1-e^{-\lambda x},\quad x>0
P(a+τ<ξ<bξ<τ)=P(a<ξ<b)=P(a+τ<ξ<b+τ)P(ξ>τ)=P(a<ξ<b)\PP(a+\tau<\xi<b | \xi<\tau)=\PP(a<\xi<b)=\frac{\PP(a+\tau<\xi<b+\tau)}{\PP(\xi>\tau)}=\PP(a<\xi<b)