BUAA 概率統計 Chap07

2022-09-08 16:42:52 字數 4472 閱讀 4739

在實際中我們主要關心的是:

研究物件的某一(或某幾項)數量的指標 \(x=x(\omega)\),它是乙個隨機變數。

總體:隨機變數(數量指標) \(x\) 的全體取值構成的集合。

總體的分布:隨機變數 \(x\) 的分布。

從乙個總體 \(x\) 中,隨機抽取 \(n\) 個個體(有放回的重複抽樣):

\(x_1, x_2,...,x_n\) 是一次抽樣觀察(記錄)的結果,稱 \(x_1, x_2,...,x_n\) 為總體 \(x\) 的一組樣本觀察值,簡稱樣本值

由於抽樣的隨機性,每次抽樣結果是變化的。引入隨機變數 \(x_1, x_2, ...,x_n\),每次抽樣結果看成是隨機變數的取值。

稱 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 為來自於總體 \(x\) 的樣本容量為 \(n\) 的樣本,\(x_1, x_2,...,x_n\) 是樣本 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 的一組觀察值,稱為樣本值

總體就是乙個隨機變數 \(x\)

樣本就是 \(n\) 個相互獨立的 \(x\) 同分布的隨機變數 \(x_1,x_2,...,x_n\)

按機會均等的原則,從總體中選取一些個體進行實驗或觀察的過程,稱為隨機抽樣

獲得簡單隨機樣本的方法是簡單隨機抽樣

若總體 \(x\) 具有分布函式 \(f(x)\),設 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 為來自於總體 \(x\) 的樣本,則 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 相互獨立,且 \(x_i\) 的分布函式:

\[f_(x_i)=p\=p\=f(x_i)

\]\((x_1,x_2,...,x_n)\) 的分布函式稱為樣本分佈,即

\[f(x_1,x_2,...,x_n)=\prod\limits^n_f(x_i)

\]定義

設 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 為總體 \(x\) 的乙個樣本, \(g(x_1,x_2,...,x_n)\) 為乙個不含總體未知引數的連續函式,則稱 \(g(x_1,x_2,...,x_n)\) 為樣本的乙個統計量

設 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 為來自於總體 \(x\) 的乙個樣本,稱

樣本矩都是隨機變數。

如果 \(x_1, x_2,...,x_n\) 是樣本 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 的一組觀察值,則:

\[\begin

&\overline=\dfrac\sum\limits^n_x_i&&s^2=\dfrac\sum\limits^n_(x_i-\overline)^2\\

&a_k=\dfrac\sum\limits^n_x_i^k&&b_k=\dfrac\sum\limits^n_(x_i-\overline)^k

\end

\]分別是 \(\overline,s^2,a_k,b_k\) 的觀察值。

設 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 為來自於總體 \(x\) 的乙個樣本,\(x_1, x_2,...,x_n\) (可以有相等的)是樣本觀察值,將觀察值按大小次序排列,得到:

\[x_1^*\leq x_2^*\leq...\leq x_n^*

\]規定 \(x_i^*\) 的取值為 \(x_i^*\),得到 \(x_1^*,x_2^*,...,x_n^*\) 稱為 \(x_1,x_2,...,x_n\) 的一組順序統計量

\(x_1^*\) 樣本極大值,\(x_n^*\) 樣本極小值

記函式:

\[f_n(x)=\left\

&0&&,x

\(f_n(x)\) 是一單調不減,右連續函式,且滿足 \(f_n(-\infty)=0\) 和 \(f_n(+\infty)=1\),由此可見,\(f_n(x)\) 是乙個分布函式,稱它為總體 \(x\) 的經驗分布函式。

\(f_n(x)\) 可作為 \(x\) 的未知分布函式 \(f(x)\) 的乙個近似,\(n\) 越大,近似程度越好。

設總體 \(x\sim n(\mu,\sigma^2)\),\(x_1, x_2, ...,x_n\) 是來自於 \(x\) 的乙個樣本,則樣本的線性函式:

\[y=a_1x_1+a_2x_2+\cdots+a_nx_n+b\\

y\sim n(ey,dy)\\

ey=\mu\sum\limits^n_a_i+b\\

dy=\sigma^2\sum\limits^n_a_i^2

\]特別地,當 \(a_i=\dfrac,b=0\) 時,\(y=\overline=\dfrac\sum\limits_^nx_i\)

\[\overline\sim n(\mu,\dfrac)

\]均值與總體均值相等,方差等於總體方差的 \(\dfrac\),\(n\) 越大,越向總體均值 \(\mu\) 集中。

常用結論:

\[\overline\sim n(\mu,\dfrac)\\

\cfrac-\mu}}}\sim n(0,1)\\

\dfrac\sim n(0,1)

\]定義

設 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 相互獨立且都服從標準正態分佈 \(n(0,1)\),則 \(\chi^2=\sum\limits^n_x_i^2\)。

稱 \(\chi^2\) 服從自由度為\(n\) 的 \(\chi^2\) 分布,記為 \(\chi^2\sim\chi^2(n)\)

\(\chi^2\) 的(下側) \(\alpha\) 分位點:

對於給定的正數 \(\alpha\space(0<\alpha<1)\) ,使滿足\(p\=a\) 的點 \(\chi^2_\alpha(n)\) 稱為 \(\chi^2\) 分布的(下側)\(\alpha\) 分位點。

性質定理1:

若 \(x\sim\chi^2(n)\),則 \(ex=n,dx=2n\)。

定理2:

若 \(x_1\sim\chi^2(n_1),\quad x_2\sim\chi^2(n_2)\),且 \(x_1\) 與 \(x_2\) 相互獨立,則 \(x_1 + x_2\sim \chi^2(n_1+n_2)\)

定理3:

設 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 相互獨立,且都服從 \(n\sim(\mu,\sigma^2)\),則:

\(\overline\) 與 \(s^2\) 相互獨立

\(\dfracs^2\sim \chi^2(n-1)\quad =\dfrac\sum\limits^n_(x_i-\overline)^2\)

其中 \(\overline=\dfrac\sum\limits^b_x_i,\quad s^2=\dfrac\sum\limits_^n(x_i-\overline)^2\)

定義設 \(u\sim n(0,1),\quad v\sim \chi^2(n)\),且 \(u\) 與 \(v\) 相互獨立,隨機變數 \(t=\dfrac}\) ,稱 \(t\) 服從自由度為 \(n\) 的 \(t\) 分布,記作\(t\sim t(n)\)

\(t\) 分布的密度函式為偶函式。

\(t\) 分布的(下側)\(\alpha\) 分位點:

對於給定的正數 \(\alpha\space(0<\alpha<1)\),使滿足 \(p\\) 的點 \(t_\alpha(n)\) 為 \(t\) 分布的(下側)\(\alpha\) 分位點。

\(t\) 分布的(雙側)\(\alpha\) 分位點:

\[p\}\}=\alpha

\]定理4:

設 \(x_1, x_2, ...,x_n\) 相互獨立,且都服從 \(n(\mu,\sigma^2)\),則

\[\cfrac-\mu}}}=\dfrac-\mu)\sqrt}\sim t(n-1)

\]定理5:

設 \(x_1, x_2, ...,x_m\) 和 \(y_1,y_2,...,y_n\) 分別是從正態分佈總體 \(n(\mu_1,\sigma^2)\) 和 \(n(\mu_2,\sigma^2)\) 中所抽取的獨立樣本,則

\[t=\dfrac-\overline)-(\mu_1-\mu_2)}}\cdot \sqrt}\sim t(m+n-2)

\]設 \(x\sim \chi^2(n_1),y\sim \chi^2(n_2)\),且 \(x\) 與 \(y\) 相互獨立,隨機變數 \(f=\dfrac\)

稱 \(f\) 服從自由度為 \((n_1,n_2)\) 的 \(f\) 分布,記作 \(f\sim f(n_1,n_2)\)

\(f\) 的(下側)\(\alpha\) 分位點:

對於給定的正數 \(\alpha\space(0<\alpha<1)\),使滿足 \(p\\) 的點 \(f_\alpha(n)\) 為 \(f\) 分布的(下側)\(\alpha\) 分位點。

\[f_(n_1,n_2)=\dfrac

\]

BUAA 概率統計 Chap03

設試驗 e 的樣本空間為 s 而 x x e y y e 是定義在 s 上的兩個隨機變數。稱由這兩個隨機變數組成的向量 x,y 為二維隨機變數或二維隨機向量。設 x,y 為二維隨機變數,對任意實數 x,y 二元函式 f x,y p 稱為二維隨機變數的分布函式,或稱為隨機變數 x 與 y 的聯合分布函...

BUAA 概率統計 Chap01

基本事件 試驗中每乙個可能的結果,是最簡單的隨機事件 必然事件 在試驗中必然發生的事件,記為 s 或 omega 不可能事件 不可能發生的事件,記為 varnothing 必然事件和不可能事件不是隨機事件,當作特殊的隨機事件 完備事件組 若 a 1,a 2,dots,a n 互不相容,且 sum l...

MATLAB概率統計

一 產生隨機變數 二項分布隨機資料產生 n1 10 10 60 a1 binornd n1,1.n1 b1 binornd n1,1.n1,1,6 一行六列 c1 binornd n1 n1 1.n1 1.n1 2,6 兩行六列 正態分佈隨機資料產生 a2 normrnd 0,1,1,5 標準正態分...