【概率/数理统计】简单随机样本,抽样分布;卡方,T,F分布,正态总体的样本均值与方差分布;Γ函数(伽马函数/tao函数)

目录

1. 简单随机样本

2. 抽样分布

2. 正态分布

3. 卡方分布

4. T分布

5. F分布

6. 正态总体的样本均值与样本方差分布

7. 伽马函数


1. 简单随机样本

【简单随机样本】设 X 是具有分布函数 F 的随机变量,若 X1,X2,……Xn 是具有同一分布函数 F相互独立的随机变量,则称 X1,X2,……Xn 是从分布函数 F (或称总体 F,或者总体 X)得到的容量为 n 的简单随机样本,简称样本。观察值x1,x2,...,xnx1,x2,...,xn称为样本值,也成为X的n个独立的观察值。(出自《概率论与数理统计》浙江大学 第四版)

注:样本,就是指简单随机样本,必满足 ① 与总体同分布,② 相互独立。

详见《总体与样本的理解》:https://blog.csdn.net/u011240016/article/details/52937371

2. 抽样分布

【抽样分布】统计量的分布是抽样分布。如卡方分布、T分布、F分布是几个来自正态总体的统计量的常用分布。

统计量就是不包含总体未知参数的、来自总体的样本的一个函数。

:上一篇写的是在概率论范围内,离散型和连续型变量的分布,主要用于求分布算概率;这一篇是数理统计领域内(概率论的一个分支),抽样分布的情况,主要用于参数估计和推断统计

下面首先重新介绍下正态分布。

2. 正态分布

2.1 一维正态分布

随机变量X服从正态分布,X~N(μ,σ^2),则密度函数为:

若服从标准正态分布,X~N(0,1),则密度函数为:

2.2 二维正态分布

(X, Y)~,其中 ρ 是线性相关系数。

【概率/数理统计】简单随机样本,抽样分布;卡方,T,F分布,正态总体的样本均值与方差分布;Γ函数(伽马函数/tao函数)_第1张图片

当X,Y独立时(此条件可退化为 “X, Y不相关” ),ρ=0,此时简化为下式。

注:此时的边缘分布是一维正态分布。

3. 卡方分布

设 X1, X2, ……Xn 是来自总体 N(0, 1) 的样本,则称下面的统计量服从自由度为 n 的卡方分布,即 \chi ^{2}\sim \chi ^{2}(n)

\chi ^{2}=X_{1}^{2}+X_{2}^{2}+......+X_{n}^{2}

性质:

  • 可加性:\chi_1 ^{2}\sim \chi ^{2}(n_1),\chi_2 ^{2}\sim \chi ^{2}(n_2)\therefore \chi_1 ^{2}+\chi_2 ^{2}\sim \chi ^{2}(n_1+n_2)
  • E(卡方)=n, D(卡方)=2n。

4. T分布

设 X~N(0, 1), Y~X^2(n),且相互独立,则统计量t服从自由度为 n 的 t 分布,记为 t~t(n)。

t=\frac{X}{\sqrt{Y/n}}

  • 分位点的性质:t_{1-\alpha }(n)=-t_{\alpha }(n)

5. F分布

设 U~X^2(n1), V~X^2(n2),且相互独立,则统计量F服从自由度(n1,n2)的F分布,记为 F~F(n1, n2)。

F=\frac{U/n1}{V/n2}

  • 分位点的性质:F_{1-\alpha }(n1,n2)=\frac{1}{F_{\alpha }(n2,n1)}

6. 正态总体的样本均值与样本方差分布

设总体X存在均值μ,方差σ^2,不管总体是什么分布,X1,……Xn 是来自X的一个样本,X拔 ,S^2 分别是样本均值和样本方差,则

E(X拔)=μ,D(X拔)=(σ^2)/n,E(S^2)=σ^2

并有如下定理:

  • \bar{X}\sim N(\mu ,\sigma ^{2}/n)
  • \frac{(n-1)S^{2}}{\sigma^{2}}\sim\chi ^{2}(n-1)
  • X拔 与 S^2 相互独立。
  • \frac{\bar{X}-\mu }{S/\sqrt{n}}\sim t(n-1)
  • \frac{S_1^{2}/S_2^{2}}{\sigma_1^{2}/\sigma_2^{2}}\sim F(n_1-1,n_2-1)
  • \sigma _1^{2}=\sigma _2^{2}=\sigma ^{2}\rightarrow \frac{(\bar{X}-\bar{Y})-(\mu _1-\mu _2)}{S_w\sqrt{ \frac{1}{n_1}+\frac{1}{n_2}}}\sim t(n_1+n_2-2)\blacklozenge S_{w}^{2}=\frac{(n_1-1)S_1^2+(n_2-1)S_2^2}{n_1+n_2-2}

7. 伽马函数

卡方分布的概率密度函数和 Γ 分布有关,但是不用掌握,不过需要区分一下两个概念。伽马分布和伽马函数是不同的,伽马函数需要记忆。

\Gamma (x)=\int_{0}^{+\infty } t^{x-1}e^{-t}dt

相关性质:

  • ① Γ(1)=1
  • ② Γ(x+1)= x Γ(x)
  • ③ Γ(n)=(n-1)!
  • ④ Γ(x) Γ(1-x)=pai/sin(pai x)
  • ⑤ Γ(1/2)=根号pai

《第八章tao函数》:http://www.doc88.com/p-7856207317036.html

伽马函数也称 tao 函数,具体性质及推导可见此文。

《伽马分布》:http://www.360doc.com/content/18/0315/17/51704_737276354.shtml

这里的伽马分布是与伽马函数不同的,注意区分。文中指出了伽马分布和其他分布的关系,公式有的无法加载。

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