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数学篇 - 概率之随机变量与分布(笔记)

随机变量( random variable )

  • 设随机试验的样本空间为S SS,X = X ( e ) X=X(e)X=X(e)是定义在样本空间S SS上的实值单值函数。称X = X ( e ) X=X(e)X=X(e)为随机变量。
  • 本质是关于基本事件的函数,自变量是基本事件,因变量是函数值。

随机试验:

满足:

  • (1)可重复性:试验在相同条件下可重复进行;

  • (2)可知性:每次试验的可能结果不止一个,并且事先能明确试验所有可能的结果;

  • (3)不确定性:进行一次试验之前不能确定哪一个结果会出现,但必然会出现结果中的一个。

样本空间:

随机试验的所有基本结果组成的集合称为样本空间。样本空间的元素称为样本点或基本事件。即样本空间本质是一个集合,每一个元素都是一次随机试验的结果。

样本和随机变量:

数理统计里的样本具有二重性,即样本既可以看作是一组观测值又可以看作是随机变量。

  • 第一,在抽样之前。无法确定样本的观测值,所以可以看成是随机变量。

  • 第二,样本在抽取以后,经观测,样本抽有了具体的观测值,故又可以看成是一组确定的值。

概率分布

我们拿最简单的抛硬币事件来看。从理论上说来,出现正面和反面的概率都是 50%

图 2

使用代码来尝试


function flipCoin(){
    for (let index = 0; index < 10; index++) {
        // 对随机数四舍五入
        let randomNum = Math.round(Math.random())
        // 随机为1则为正面
        if(randomNum === 1){
            console.log('正面')
        }else{
            console.log('反面')
        }
    }

}

flipCoin()

尝试10次结果:

图 3

尝试1000次

图 4

  • 统计的采样次数越多,越趋近于我们理论上的情况

  • 概率分布描述的其实就是随机变量的概率规律。

离散分布模型

伯努利分布(Bernoulli Distribution)

这是单个随机变量的分布,而且这个变量的取值只有两个,0 或 1。

图 5

或者

图 6

举例子:

假设你要生孩子,生男孩子概率p,生女孩纸概率1-p

伯努利实验:生一次孩子

伯努利分布:生一次孩子,生男孩子概率为p,生女孩纸概率1-p,这个就是伯努利分布

图 7

分类分布(Categorical Distribution)也叫 Multinoulli 分布

它描述了一个具有 k 个不同状态的单个随机变量。这里的 k,是有限的数值,如果 k 为 2 的时候,那么分类分布就变成了伯努利分布。我把这个分布的公式和图解都列了出来。

图 8

正态分布(Normal Distribution)

公式: 图 9

在这个公式中有两个参数,μ表示均值,σ表示方差。

图 10

微信公众号

本文链接:

https://alili.tech/archive/6mchh1x7mrv/

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