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随机变量的概率分布函数

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随机变量的概率分布函数

    前面我们介绍了离散型随机变量及其概率分布律。但实际上也有许多随机变量的取值是不可列的,因此就不能用概率分布律来描述其概率分布规律。例如,打靶时弹着点离开靶心的距离;一地区成年男子的身高;一批产品的寿命;在职职工个人月收入,等等,这些量均不可列,不是离散量。事实上,我们也不关心这类量取某一定值的概率,而是关心其落在某些区域的可能性大小。例如,我们可能会关心事件“打了8环以上”,“身高大于170cm”,“寿命大于1000小时且小于2000小时”,“职工月收入低于3000元”的概率。下面我们引入概率分布函数的概念。

    定义2.3.1 设X为一随机变量,x为任意实数,函数

    称为随机变量X的概率分布函数,简称分布函数(distribution function)。

    图2.3.1

    几何地来看分布函数,将X设想成一随机点,那么X落在区间(-∞,x]上的概率即为F(x)(如图2.3.1所示)。

    例2.3.1 随机变量X~0-1(p)分布,0<p<1。求(1)X的概率分布函数及其图形;(2)PX≥1}的值。

     (1)由题意知,X具有概率分布律

    那么X的分布函数为

    概率分布函数的性质:

    (1)F(x)单调不减;

    因为F(x)为事件{Xx}的概率,所以有0≤F(x)≤l。

    (3)Fx+0)=F(x),即F(x)是右连续函数(证略)。

    图2.3.2

    例如本节例2.3.1中的F(x)(见图2.3.2)在x=0,1点上为右连续,在其他点上均为连续函数。

    

    图2.3.3

    例2.3.2 设一醉汉在A,B两点间移动,A,B两点间的距离为3个单位。A,B两点有障碍物,他停留在A,B两点的概率均为1/4。设他离开A的距离为X,且落在A,B两点间任一区间的概率与区间长度成正比,求X的概率分布函数。

    

     由题意知,PX=0}=PX=3}=1/4。

    设比例常数为k,则

    得k=1/6。显然有,当:x<0时,F(x)=0;

    当x=0时,F(x)=1/4;当x≥3时,F(x)=l。而当0<x<3时,

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