随机变量

随机变量

如何定义随机变量?
什么是分布?
随机变量的分布和随机变量的函数的分布如何描述?

随机变量与分布函数

随机变量
定义在概率空间(\Omega,F,P) 上的,把样本点映射到实数集的单值实函数\xi(\omega) ,满足对于直线上任意博雷尔点集B ,有\{\omega:\xi(\omega)\in{B}\}\in{F} ,则称为随机变量,P\{\xi(\omega)\in{B}\} 称为随机变量\xi(\omega) 的概率分布
分布函数
F(x)=P\{\xi(\omega)[InvalidCharacterError: "X\},-\INFTY<X<\INFTY<" did not match the Name production] 为随机变量\xi(\omega) 的分布函数
分布函数的性质
(i)单调性:若a[InvalidCharacterError: "B<" did not match the Name production] ,则F(a)\leq{F(b)}
(ii)有界性:\lim_{x\to-\infty}F(x)=0,\lim_{x\to\infty}F(x)=1
(iii)左连续性:F(x-0)=F(x) ,(对应于概率的下连续性)
连续型随机变量分布函数的绝对连续性
连续型随机变量特殊在于其分布函数是绝对连续的,即对于其分布函数F(x)\forall\varepsilon>0,\exists\delta>0 ,使得任意有限个在定义域内不相交的区间(a_1,b_1),...(a_n,b_n) ,若满足\sum_{i=1}^{n}(b_i-a_i)<\delta ,则有\sum_{i=1}^{n}|F(b_i)-F(a_i)|<\varepsilon
由于其分布函数F(x) 绝对连续,所以存在可积函数p(x) ,使得F(x)=\int_{-\infty}^{x}p(y)dy
密度函数
满足F(x)=\int_{-\infty}^{x}p(y)dy 的可积函数p(x) 称为随机变量\xi(\omega) 的密度函数
随机向量(n维随机变量)
若随机变量\xi_1(\omega),\xi_2(\omega),...\xi_n(\omega) 定义在同一概率空间(\Omega,F,P) 上,则称\xi(\omega)=(\xi_1(\omega),...,\xi_n(\omega)) 为一个n维随机向量,或n维随机变量
随机向量的(联合)分布函数
对于R^n 中的n维矩形C_n=\prod_{i=1}^{n}(-\infty,x_i) ,有\{\xi(\omega)\in{C_n}\}\in{F} ,对于R^n 上的任意博雷尔点集B_n ,也有\{\xi(\omega)\in{B_n}\}\in{F}
称n元函数F(x_1,...,x_2)=P\{\xi_1(\omega)[InvalidCharacterError: "X_1,...,\XI_N(\OMEGA)<X_N\}<" did not match the Name production] 为随机向量\xi(\omega)=(\xi_1(\omega),...,\xi_n(\omega)) 的(联合)分布函数
随机向量的(联合)分布函数的性质
(i)单调性:关于每个变元是非减函数
(ii)有界性:F(x_1,...,-\infty,...,x_n)=0,F(+\infty,...,+\infty)=1
(iii)左连续:关于每个变元左连续
(iv)不等式:对任意a_1[InvalidCharacterError: "B_1,A_2<B_2<" did not match the Name production] ,有F(b_1,b_2)-F(b_1,a_2)-F(b_2,a_1)+F(a_1,a_2)\geq0