20230801

wangwenhan / 2023-08-02 / 原文

前文:离散概率论2

概率密度函数

我们已经了解了基本离散概率论,可对于一个连续型随机变量。比如在R上取值,这个时候我们就需要概率密度函数。
我们先拿一个经典的正态分布图像:
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显然任意类似于P(x=1)的值都是0,但我们可以研究X在某一个区间上的概率了,比如:
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可概率密度函数怎样体现概率,通俗的来说就是与x轴围成的图形面积为1,也就是:
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等价于离散概率论中的:
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所以它的计算也不难,比如X属于(0,1)的概率就是:
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在图上就是蓝色部分的面积:
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分布函数:

分布函数:\(F(x)=P(X<=x)\)
有没有发现和前缀和迷之相似。
分段函数不论变量是离散还是连续都是可以刻画的,先自己画一个离散的试试?image
分布函数长这样:
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而连续的随机变量分布函数的算式也不难得出:
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大数定律:

频率收敛到概率。这是显然的。
现在介绍的是一种弱大数律:khinchine大数律。
\(X_n\)为独立同分布的随机变量序列,若\(E(X_n)\)为小于正无限的定值则有:
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解释一下:

  • 1.独立同分布:在概率统计理论中,指随机过程中,任何时刻的取值都为随机变量,如果这些随机变量服从同一分布,并且互相独立,那么这些随机变量是独立同分布。
  • 2.$\varepsilon $是一个接近\(0\)的正数

均匀分布:

字面的意思,记作\(X~u(a,b)\),满足:
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什么,你说为什么记作u?
\(uniformly\) 均匀的,另一个角度上,它的概率密度函数就是平的:
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正态分布:

记作:
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我们看一下它的概率密度函数:
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发现了吗?概率密度在$\mu $两侧对称并逐渐递减。当然你也可以算出它的具体值(只要你想):
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随机数:

首先,我们要承认一件事:

  • 1.真随机数只能物理发生;任何程序实现的伪随机数
  • 2.真随机数是均匀,无周期的;伪随机数是有周期的
    为什么物理能发生真随机数?或许你听过测不准原理或杨氏双缝干涉实验(不知道可以查一查,主要是因为物质具有波的性质)

而电脑生成随机数有两个要点:

  • 1.seed好,保密(知道seed就知道结果)
  • 2.周期长(局部看起来随机)

未完待续