?2F(x,y)4. 在f(x,y)的连续点(x,y)有?f(x,y);
?x?y5. 随机点(X,Y)落在区域D内的概率
P((X,Y)?D)???f(x,y)dxdy?DD,f?0??f(x,y)dxdy
由于联合概率密度f(x,y)往往是一个分段函数,因此在具体积分时,既要考虑到平面域D,又要考虑到联合概率密度f(x,y)取值为非0的区域,因此,常常是在二者的交集上的积分,这时,采用画图的方式确定积分上下限,就会变得直观而且简单。
四、混合型的二维随机变量
设二维随机变量(X,Y),其中X为离散型随机变量,P(X?xi)?pi,i?1,2,,n,
Y为连续型随机变量,密度函数为f(x)。此种二维随机变量的联合分布如何求?
§2 边缘分布
一、边缘分布函数:设联合分布函数F(x,y)则
FX(x)?F(x,??)?limF(x,y), FY(y)?F(??,y)?limF(x,y),
y???x???二、离散型随机变量的边缘分布
1、边缘分布律 P(X?xi)??pij?pi? P(Y?yj)??pij?p?j
j?1i?1??2、边缘密度函数 XfX(x)??????f(x,y)dy, Y~fY(y)??????f(x,y)dx.
总结:求解边缘概率密度的一般规律! §3 条件分布
1、离散型随机变量的条件分布律
P(X?xiY?yj)?pijp?j P(Y?yjX?xi)?pijpi?
于是 pij?p?j?P(X?xiY?yj)?pi??P(Y?yjX?xi)
21
2、连续型随机变量的条件概率密度函数
Y?y的条件下X的条件密度函数fXY(xy)deff(x,y); fY(y)f(x,y); fX(x)X?x的条件下Y的条件密度函数fYX(yx)def3、条件分布函数
由条件分布列或条件概率密度可求得条件分布函数:
def在Y?y的条件下X的条件分布函数:FXY(xy)P(X?xY?y); def在X?x的条件下Y的条件分布函数:FYX(yx)P(Y?yX?x);
§4 相互独立的随机变量
一、判断方法 1、公式法:
P(X?x,Y?y)?P(X?x)?P(Y?y)F(x,y)?FX(x)?FY(y)
pij?pi??p?jf(x,y)?fX(x)?fY(y)fX|Y(x|y)?fX(x)或fY|X(y|x)?fY(y)2、直观判断:
定理 设(X,Y)的联合分布函数为F(x,y),X,Y相互独立的充要条件是:存在两个一元函数f(x),g(y),使得F(x,y)?f(x)?g(y)
注:对于连续型(X,Y)的联合概率密度f(x,y),结论也成立。 二、两个重要的二维分布 1、二维均匀分布
?1?, (x,y)?D,(1)密度函数为f(x,y)??SD其中SD为平面闭域D的面积。
?0, 其它.?(2)二维均匀分布的性质:
设(X,Y)服从上述均匀分布,若D1?D则P?(X,Y)?D1??
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D1的面积
D的面积
2、二维正态分布
2设(X,Y)~N(?1,?2,?12,?2,?),则
2(1)边缘分布为正态分布,即X~N(?1,?12),Y~N(?2,?2);
(2)X,Y相互独立的充要条件是??0
(3)则a1X?a2Y服从正态分布,其中a1,a2不全为0 (4)二元正态分布的两个条件分布均为正态分布.
(5)若X,Y均服从正态分布且相互独立,则(X,Y)也服从二维正态分布;
§5 两个随机变量的函数的分布
问题:已知(X,Y)的分布,Z?g(X,Y)是X,Y的连续函数,求Z的分布。 注意:(X,Y)是二维连续型随机变量,Z?g(X,Y)不一定是连续型随机变量, 一、 (X,Y)为离散型随机变量,已知(X,Y)的分布律,一般可用列举法求出Z的
分布律。
二、 (X,Y)为连续型随机变量,分以下五种情况考虑: 1、和的分布
fZ(z)??独立??????f(x,z?x)dx??????f(z?y,y)dy??
????fX(x)fY(z?x)dx????fX(z?y)fY(y)dy注意:使用卷积公式的技巧!!
确定z的间断点的实质:求解两个被积函数都非零的不等式组!这是因为:
fZ(z)??????f(x,z?x)dx?f?0?f(x,z?x)dx?f?0?f(x,z?x)dx?f?0?f(x,z?x)dx
2、线性组合的分布(推广的卷积公式)
若X,Y相互独立,边缘密度函数分别为,则线性和Z?aX?bY(a,b?0)的密度函数为
??1111fZ(z)??f(x,(z?ax))dx??f((z?by),y)dy??|b|??|a|ba 独立??1??111??f(x)fY((z?ax))dx??f((z?by))fY(y)dy??|b|X??|a|Xab?? 23
注:满足可加性的分布:二项、泊松、正态,?2分布。 3、一般函数Z?g(X,Y)
(分布函数法) 若已知(X,Y)的联合密度函数为f(x,y),可用积分方法求Z的分布函数,进而再求密度函数。
fZ(z)?P?g(X,Y)?z????f(x,y)dydx?DD?(f?0)??f(x,y)dydx
其中D为?g(x,y)?z?,fZ(z)?FZ?(z) 4、极值分布
M?max(X,Y)。已知X,Y的分布函数分别为FX(x),FY(y),X,Y相互独立。
Fmax(z)?FX(z)FY(z)
N?min(X,Y)。已知X,Y的分布函数分别为FX(x),FY(y),X,Y相互独立。
Fmin(z)?1??1?FX(z)??1?FY(z)?
重点题型归纳
题型1 二维离散型随机变量的各种分布
【例1】设某班车起点站上客人数X服从参数为λ(λ>0)的泊松分布,乘客在中途下车的概率为p(0<p<1),且中途下车与否相互独立.Y为中途下车的人数,求:
(1)在发车时有n个乘客的条件下,中途有m人下车的概率; (2)二维随机变量(X,Y)的概率分布. 分析:考察二项分布和联合分布列的求解
mm?Cnp(1?p)n?m,n?m答案:(1)P(Y?m|X?n)??,其中m,n?0,1,2,?0,n?m
n?mmn?m?e??,n?m?Cnp(1?p)(2),P(X?n,Y?m)?P(X?n)?P(Y?m|X?n)??n!?0,n?m?其中m,n?0,1,2,
注:一定要注意写法的严密性!
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