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制造系统建模与仿真第3章 随机变量与随机分布
3.3 随机数发生器的检验 3.4 随机变量的生成原理 3.5 典型随机变量的生成
3.5.1 离散型随机变量的生成 3.5.2 连续型随机变量的生成
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3.1 随机变量和随机分布概述
活动的分类
(1)确定性活动(deterministic activity)
b
P(a, b) a f (x)dx
X的概率密度函数(probability density function,pdf)
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3.1 随机变量和随机分布概述
f(x)需满足以下条件:
① f (x) 0
②
f (x)dx 1
(2)随机性活动(stochastic activity或probabilistic activity)
活动的结果难以准确预见,即使在相同的条件下进行重复 试验,每次试验的结果未必相同,或者由过去状态不能确 定相同条件下活动的未来发展趋势。
例如:抛掷硬币时,每次硬币是正面向上还是正面向下; 南京长江大桥每一时段汽车的通行量;百货商店内不同时 刻到达的顾客人数;从一批相同型号齿轮中任意抽取一个 齿轮,测量它在一定条件下的工作寿命;某型号发电机组 每次的大修时间等。
(probability mass function,pmf)。
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3.1 随机变量和随机分布概述
概率质量函数满足以下条件: ① pi>0(i=1,2,…,n,…)
② pi 1 i 1
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F(x)为连续型随机变量的累积分布函数(cdf),它表示 随机变量小于或等于x的概率:
x
F (x) P( X x) f (x)dx
① 0 F(x) 1
② 当x1<x2时,有F(x1)≤F(x2)
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3.1 随机变量和随机分布概述
3.1.3 随机变量的数字特征
概率函数、概率密度函数以及累积分布函数等反映了随机 变量的某些概率特征。但是,在工程实际中,往往存在以 下情况:
设离散随机变量X所有可能的取值为x1、x2、…、xn、…, 并且所有可能取值的概率分别为p1、p2、…、pn、…,则 将{xi,pi}(i=1,2,…,n,…)配对的集合称为随机
变量X的概率分布(probability distribution),并将
P={p1,p2,…,pn,…}称为随机变量X的概率质量函数
① 0 F(x) 1
② F(x)为单调递增函数,即当x<y时,有F(x)≤F(y)。
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3.1 随机变量和随机分布概述
例如,某班有40名学生,现对某门课程考试成绩X进行统计分析, 其中优秀A(x≥90分)为5人、良好B(80≤x<90)为16 人、中等C(70≤x<80)为12人、及格D(60≤x<70)为5 人、不及格E(x<60)为2人,绘制课程成绩分布直方图、
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3.1 随机变量和随机分布概述
对于随机性活动,我们可以定义一个变量,以变量的不同 取值表示活动的不同结果,并通过统计确定变量取不同数 值的概率,将这类变量称为随机变量(random variable或 stochastic variable)。
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3.1 随机变量和随机分布概述
设F(x)为离散型随机变量的累积分布函数(cumulative distribution function,cdf),它表示X小于或等于某 个给定值xi(i=1,2,…,n,…)的概率函数:
F ( X ) pi ( X xi ) i0
累积分布函数具有以下特性:
绘制成绩的概率分布和累积分布函数。
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3.1.2 连续型随机变量
若随机变量X可以在某个数值区间内连续取任一数值,则称 之为连续型随机变量(continuous random variable)。
由于X的取值为无穷多个点,我们无法定义X在某一个数值点 的概率,只能考察X落入某个子区间内的概率。
第3章 随机变量和随机分布
3.1 随机变量和随机分布概述 3.1.1 离散型随机变量 3.1.2 连续型随机变量 3.1.3 随机变量的数字特征 3.1.4 常用随机分布类型及其特性 3.1.5 随机变量分布类型及其参数的确定
3.2 随机数的生成方法 3.2.1 随机数的特性 3.2.2 随机数发生器的设计
根据取值是否连续,随机变量可分为离散型随机变量和连 续型随机变量。
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3.1 随机变量和随机分布概述
3.1.1 离散型随机变量
若随机变量的取值为有限个数值或为可以逐一列举的无穷 多个数值,则称此类随机变量为离散型随机变量 (discrete random variable)。
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3.1 随机变量和随机分布概述
要求绘制均匀分布U(a,b)的概率密度函数f(x)曲线和累积 分布函数F(x)曲线 。
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3.1 随机变量和随机分布概述
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活动的变化规律已知,活动结果可以准确预计,在一定条件 下活动可以准确地再现和重复,或由根据过去状态可以准确 预见活动的未来进展。
例如:重物的自由落体运动,炮弹的运行轨迹及落点等都可 以根据相关公式进行计算。
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