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概率论与数理统计【第一到四章】公式

概率论公式!
一、随机事件与概率
二、随机变量及其分布
三、多维随机变量及其分布
联合分布函数:对任意的n个实数,,,n个事件同时发生的概率
,,,,。

联合分布函数,性质:
单调性:对x,y单调非减。

有界性:,,,,,
右连续性:对每个变量右连续。

非负性:对任意,,有,,,,,。

二维离散随机变量:只取有限个或可列个数对。

联合分布列:,,i,j=1,2…
联合分布列性质:
非负性、正则性。

联合密度函数:,,使,,,,。

联合密度函数性质:
非负性、正则性、,
X的边际分布:,,。

Y的边际分布:,,。

二维指数分布:

,,
,其他
,是参数
其边际分布是一维指数分布。

边际分布列:
二维离散随机变量对单个变量求和:
,,,
边际密度函数:
,,,=,为X的边际密度函数。

,,,=,为Y的边际密度函数。

相互独立:多维随机变量的分布函数为,,,边际分布为,对任意n个实数,,:
,,
称,,相互独立。

可分离:,=,,,,。

①相互独立②非零区域可分解为两个一维区间乘积。

多维离散随机变量函数:,,为n维离散随机变量,则,,为一维离散随机变量。

可加性:同一类分布的独立随机变量和的分布仍属于此类分布。

泊松分布的可加性:,,则.
二项分布的可加性:,,,,则,。

连续场合的卷积公式:X和Y独立,密度函数分别为和,则Z=X+Y的密度函数为:
正态分布的可加性:,,则。

变量变换法:即数分中求二重积分的变量变换法:
的联合密度函数是,,若,

有连续偏导数,且存在唯一反函数


,其
雅可比行列式,,
,,二维随机变量


,则的联合密度函数是:,,,,
增补变量法:若,,则可令或。

多维随机变量特征数:
数学期望:,的数学期望为,,,在离散场合,,,在连续场合
当,,得X的期望。

当,,的X的方差。

期望和方差的性质:
和的期望得期望的和:
积的期望得期望的积:X和Y独立,则
和差的方差得方差的和差:X和Y独立,
协方差(相关(中心)矩):,特别的,
:正相关;:负相关。

:不相关:①X,Y取值毫无关联②存在某种非线性关系。

性质:
若X和Y独立,则不相关,反之不然。

和差的方差:
交换律:
若X或Y为常数a,则
倍数的协方差:
分配率:,
相关系数:,消除量纲,或解释为“相应标准化变量的协方差”。

二维正态分
布的相关系数是。

施瓦茨不等式:
相关系数性质:
有界:
线性相关的充要条件:,即X和Y存在线性相关关系,即存在a≠0和b,
其他:在二维正态分布中,不相关和独立等价。

条件分布:
离散场合的条件分布:联合分布列为,,则称

为给定条件下X的条件分布列。

离散场合的条件分布函数:给定条件下X的条件分布函数:
连续场合的条件分布:联合密度函数为,,边际密度函数为和,则称


为给定条件下X的条件分布函数和条件密度函数。

注:二维正态分布的边际分布和条件分布都是一维正态分布。

连续场合的全概率公式和贝叶斯公式:
乘法公式:,。

全概率公式:,
贝叶斯公式:,
条件数学期望:
,离散场合
,连续场合
重期望公式:
离散场合:
连续场合:
三、大数定律和中心极限定理
依概率收敛:设为一随机变量序列,X为一随机变量,若对任意有:
则称依概率收敛于X,记作。

若X为常数,则四则运算成立。

依分布收敛:设随机变量的分布函数为,若对的任一连续点x,有:
则称弱收敛于,记作,或按分布收敛于X,记作。

一般情况下:
若c为常数:
复随机变量:,其中和是实随机变量。

称为的共轭随机变量,其余同复数类似,其余同随机变量类似。

特征函数:称为X的特征函数,其总是存在。

有界:
相反数的特征函数为特征函数的共轭:(是的共轭)和的特征函数为特征函数的积:
可导:若存在,则可l次求导,且
推论:上式可用来求各阶矩。

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