章节9 一个事件上的条件;多元随机变量 Lec. 9: Conditioning

官官方数学老师·10 页·深入(追求细节与边界)·0 次浏览·33 天前
数学大学

章节9 一个事件上的条件;

概率论——不确定性的科学 · 单元5:连续随机变量 Unit 5: Continuous random variables

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数学大学

章节9 一个事件上的条件;

概率论——不确定性的科学 · 单元5:连续随机变量 Unit 5: Continuous random variables

1第 1 页 · 章节9 一个事件上的条件;

Conditioning example

条件化例题:已知某事件发生,连续随机变量的密度按比例重新归一。

重归一
截取密度在条件区间内的部分并归一
图形直观
密度曲线被「切下一段」再放大约定面积
2第 2 页 · Conditioning example

Memorylessness of the ex

指数分布的无记忆性:已等待 t,剩余等待仍服从同参数指数分布。

公式表达
P(X>t+s|X>t)=P(X>s)
推论
历史等待时长对未来完全无用
3第 3 页 · Memorylessness of the ex

Mixed random variables

混合随机变量:既含连续区间又含离散跳跃点的概率描述。

组成
概率质量分配给离散点,其余用密度
处理方式
CDF 统一描述,两部分分别计算
4第 4 页 · Mixed random variables

Joint PDFs

联合密度描述两个连续随机变量的共同分布:体积才是概率。

定义
P((X,Y)∈区域)=区域上二重积分
归一化
全平面二重积分为 1
5第 5 页 · Joint PDFs

From the joint to the ma

从联合密度到边际密度:对另一变量积分「积掉」。

边际公式
f_X(x)=∫f(x,y)dy
单向性
边际丢失相关性,由边际无法还原联合
6第 6 页 · From the joint to the ma

Continuous analogs of va

离散结论的连续版本:期望线性、条件期望、全期望公式逐一平移。

求和换积分
离散的 Σ 全部换成 ∫
不变的性质
线性性、单调性、全期望照常成立
7第 7 页 · Continuous analogs of va

Joint CDFs

联合累积分布 F(x,y)=P(X≤x,Y≤y):对连续离散都适用的统一描述。

定义
左下角矩形区域的双随机积累
与联合密度
连续情形二阶混合偏导还原密度
8第 8 页 · Joint CDFs

本节要点

  • ✓条件化 = 密度截段重归一
  • ✓指数分布无记忆
  • ✓联合密度体积即概率,积分得边际
  • ✓CDF 是离散连续的统一语言
延伸主题:推一次指数无记忆的证明由联合密度算边际
9第 9 页 · 本节要点

课后思考

先自己回答,再展开参考答案——能讲出来才算真懂。

1为什么指数分布是唯一无记忆的连续分布?

参考答案无记忆性等价于函数方程 S(t+s)=S(t)S(s)(生存函数可乘),连续解只有指数函数 S(t)=e^(−λt)。几何分布是它的离散对应,两者是「无记忆」仅有的两类非平凡解。

2由边际为什么不能还原联合分布?

参考答案不同的联合密度可以挤出完全相同的边际——边际只保留各自的变化,丢掉了两变量之间的相关结构。还原需要额外的相关假设(如独立时联合=边际乘积)。

3混合随机变量在实际中如何出现?

参考答案典型如保险赔付:小额损失连续分布,大额部分常有封顶值(概率质量集中在封顶点)。处理时分段:连续部分用密度、跳跃点用质量,CDF 把两者统一。

10第 10 页 · 课后思考