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🎯 随机变量

交互式动画教学 - 掌握随机变量的概念和性质

🎬 动画演示区

P(X = xₖ) = pₖ
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📖 公式详解

1️⃣ 离散随机变量

P(X = xₖ) = pₖ
取有限个或可数无限个值。
满足:pₖ ≥ 0Σpₖ = 1
例:掷骰子,X=点数,P(X=k)=1/6

2️⃣ 连续随机变量

P(a < X < b) = ∫ₐᵇ f(x)dx
取连续区间上的值。
概率由 概率密度函数f(x) 的积分给出。
例:X~N(μ,σ²),概率由正态分布密度函数积分

3️⃣ 概率质量函数(PMF)

p(x) = P(X = x)
离散随机变量的概率分布。
满足:p(x) ≥ 0Σp(x) = 1
例:二项分布B(n,p):p(k)=C(n,k)pᵏ(1-p)ⁿ⁻ᵏ

4️⃣ 概率密度函数(PDF)

P(a < X < b) = ∫ₐᵇ f(x)dx
连续随机变量的概率分布。
满足:f(x) ≥ 0∫₋∞⁺∞ f(x)dx = 1
例:均匀分布U(a,b):f(x)=1/(b-a),a

5️⃣ 分布函数(CDF)

F(x) = P(X ≤ x)
随机变量X的取值 ≤ x的概率。
性质:单调不减,右连续,F(-∞)=0,F(+∞)=1。

📝 更多重要公式

6️⃣ 期望(均值)

E(X) = Σ xₖpₖ (离散)
E(X) = ∫₋∞⁺∞ x f(x)dx (连续)
随机变量的平均值。
记作 μE(X)

7️⃣ 方差

Var(X) = E[(X-μ)²]
Var(X) = E(X²) - [E(X)]²
随机变量偏离均值的程度。
记作 σ²Var(X)

8️⃣ 常见分布

二项分布:B(n,p)
泊松分布:P(λ)
正态分布:N(μ,σ²)
二项分布:n次伯努利试验。
泊松分布:单位时间内的随机事件数。
正态分布:自然和社会现象中最常见的分布。

✍️ 互动练习

题目 1: 掷骰子,X=点数,E(X) = ?

题目 2: 掷硬币3次,X=正面次数,X服从什么分布?

题目 3: 若X~N(0,1),则E(X) = ?

题目 4: 若X~B(10,0.3),则E(X) = ?