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注:对随机变量及其取值规律的研究是概率论的核心内容。在上一个小结中,总结了随机变量的概念以及随机变量与事件的联系。这个小结会更加深入的讨论随机变量。
随机变量的本质是一种函数(映射关系),在古典概率模型中,“事件和事件的概率”是核心概念;但是在现代概率论中,“随机变量及其取值规律”是核心概念。
随机变量与事件的联系与区别
小结1中对这两个概念的联系进行了非常详细的描述。随机变量实际上只是事件的另一种表达方式,这种表达方式更加形式化和符号化,也更加便于理解以及进行逻辑运算。不同的事件,其实就是随机变量不同取值的组合。在陈希孺的书中,举了一个很好的例子来说明两者之间的差别:
对于随机试验,我们所关心的往往是与所研究的特定问题有关的某个或某些量,而这些量就是随机变量。当然,有时我们所关心的是某个或某些特定的随机事件。例如,在特定一群人中,年收入在万元以上的高收入者,以及年收入在3000元以下的低收入者,各自的比率如何?这看上去像是两个孤立的事件。可是,若我们引入一个随机变量X:
X = 随机抽出一个人其年收入,
则X是我们关心的随机变量。上述两个事件可分别表示为{X > 10000}或{X < 3000}。这就看出:随机事件这个概念实际上包容在随机变量这个更广的概念之内。也可以说,随机事件是从静态的观点来研究随机现象,而随机变量则是一种动态的观点,一如数学分析中的常量与变量的区分那样,变量概念是高等数学有别于初等数学的基础概念。同样,概率论能从计算一些孤立事件的概率发展为一个更高的理论体系,其基本概念就是随机变量。
一下子引用了一大段话,这段话非常清楚的解释了随机变量与事件的区别:就像变量与常量之间的差别那样,这样的差别比起我自己看到的要大得多。做这样的比较也有利于自己更好的理解“随机变量”这个多少有点抽象的概念。
随机变量从其可能取的值全体的性质可以分为两大类:离散型随机变量和连续型随机变量。
离散型随机变量
离散型随机变量的取值在整个实数轴上是间隔的,要么只有有限个取值,要么是无限可数的。
图1:离散型随机变量的概率质量分布
常见的离散型随机变量包括以下几种:
连续型随机变量
连续型随机变量的取值要么包括整个实数集(-∞, +∞),要么在一个区间内连续,总之这类随机变量的可能取值要比离散型随机变量的取值多得多,它们的个数是无限不可数的。
常见的连续型随机变量包括以下几种:
随机变量最主要的性质是其所有可能取到的这些值的取值规律,即取到的概率大小。如果我们把一个随机变量的所有可能的取值的规律都研究透彻了,那么这个随机变量也就研究透彻了。研究随机变量的方法主要有两类:一类是大而全的方法,这类方法可以详细描述所有可能取值的概率,例如累积分布函数和概率密度函数就是这类方法;另一类是找到该随机变量的一些特征或是代表值,例如随机变量的方差或期望等数字特征就是这类方法。见下表:
缩写 | 全拼 | 中文名 | 解释 |
CDF | Cumulative Distribution Function | 累计分布函数 | |
Probability Density Function | 概率密度分布函数 | 连续型随机变量在各点的取值规律 | |
PMF | Probability Mass Function | 概率质量分布 | 离散随机变量在各特定取值上的概率 |
RVS | Random Variate Sample | 随机变量的样本 | 从一个给定分布取样 |
PPF | Percentile Point Function | 百分位数点函数 | CDF的反函数 |
IQR | Inter Quartile Range | 四分位数间距 | 25%分位数与75%分位数之差 |
SD | Standard Error | 标准差 | 用于描述随机变量取值的集中程度 |
SEM | Standard Error of the Mean | 样本均值的估计标准误差,简称平均值标准误差 | |
CI | Confidence Interval | 置信区间 |
表1:常见的随机变量的性质
《概率论与数量统计》,陈希孺,中国科学技术大学出版社,2009年2月第一版
中国大学MOOC:浙江大学,概率论与数理统计
https://en.wikipedia.org/wiki/Probability_distribution
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原文地址:http://www.cnblogs.com/Belter/p/7384658.html