数学概率多种分布的可加性
1、0-1分布
作为离散变量,0-1分布的变量取值范围是0,1,两个0-1分布相加后取值范围变为0、1、2,显然与原来不一样,所以不满足可加性。
2、二项分布b (n ,p )
设()~,X b n p ,()~,Y b m p ,且X ,Y 相互独立,令Z=X+Y 。
由卷积公式,
()0()()k
i P Z k P X i P Y k i =====-∑。
因为可能性的缘故,i<=n ,k-i<=m ,因此
max{0,},min{,}a k m b n k =-=。
则
()()()(1)
b
b
k
m n k
i m n
k i
i a i a
P Z k P X i P Y k i p p C C
+--======-=-∑∑,b
i m k n k i m n i a
C C C -+==∑Q ,
()(1)
k k m n k
m n P Z k C p p +-+∴==-。
因此,二项分布有可加性。
3、 负二项分布
设X 、Y 为满足系数为m 、n 的负二项分布且独立,令Z=X+Y 。
有卷积公式
()0()()k
i P Z k P X i P Y k i =====-∑,由于可能性,m<=i<=k-n ,则
()1111()()(1)
b k n
k
k m n
m n i k i i a
i m
P Z k P X i P Y k i p p C
C --------======-=-∑∑,
111111k n
m n m n i k i k i m
C C C ---+-----==∑Q ,()11
(1)m n k k m n
k P Z k C p p +----∴==-。
因此,负二项分布有可加性。
4、几何分布
变量的取值范围相加后不再是1、2、3……而是2、3……,所以不再是几何分布,没有可加性。
5、均匀分布
设X ,Y 满足均匀分布X 对应a1、a2,Y 对应b1、b2,且相互独立。
令Z=X+Y ,则a1+a2<=z<=b1+b2.卷积公式
()()()Z X
Y
P z P z y P y dy +∞
-∞
=
-⎰,1
2
2
1
max{,},min(,)a z b a b b z a =-=-
则1122()()()()()
Z X Y b a
P z P z y P y dy b a b a +∞
-∞
-=
-=
--⎰。
因此,均匀分布没有可加性。
6、指数分布
设X、Y分别满足参数为λσ和的指数分布且相互独立,令Z=X+Y,由卷积
公式得0
()()()exp{()}Z X
Y
P z P z y P y dy z y dy λσλλσ+∞
+∞
-∞
=
-=-+-⎰⎰,这里根据λσ
-的符号不同有多种结果。
因此指数分布不满足可加性。
7、2χ分布
设X、Y分别满足参数为m和n的2χ分布且相互独立,令Z=X+Y,由卷积公式
/2
/21
/21
/20
2
2
1
1
()()()()
(/2)(/2)2
(()/2)2
z
z m n z Z X
Y
m n m n P z P z y P y dy e
z y y
dy e m n m n +∞
----++-∞
=
-=
-=
ΓΓΓ+⎰⎰
(/21/210
(/2)(/2)()(()/2)
z
m n m n z y y dy m n --ΓΓ-=
Γ+⎰Q ()/21
m n z
+-) 因此,有可加性。
8、贝塔分布
因为取Z=X+Y之后,变量的取值范围发生改变,不再是0到1,所以没有可加性。
()/21m n z +-。