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機率密度函式


機率密度函式 (PDF) P(x),連續分佈的機率密度函式定義為(累積)分佈函式 D(x) 的導數,

D^'(x)=[P(x)]_(-infty)^x
(1)
=P(x)-P(-infty)
(2)
=P(x),
(3)

因此

D(x)=P(X<=x)
(4)
=int_(-infty)^xP(xi)dxi.
(5)

機率函式滿足

 P(x in B)=int_BP(x)dx
(6)

並受歸一化條件約束,

P(-infty<x<infty)=int_(-infty)^inftyP(x)dx
(7)
=1.
(8)

特殊情況包括

P(a<=x<=b)=int_a^bP(x)dx
(9)
P(a<=x<=a+da)=int_a^(a+da)P(x)dx
(10)
 approx P(a)da
(11)
P(x=a)=int_a^aP(x)dx
(12)
=0.
(13)

要在一組變換變數中找到機率函式,請找到 雅可比行列式。例如,如果 u=u(x),則

 P_udu=P_xdx,
(14)

因此

 P_u=P_x|(partialx)/(partialu)|.
(15)

類似地,如果 u=u(x,y)v=v(x,y),則

 P_(u,v)=P_(x,y)|(partial(x,y))/(partial(u,v))|.
(16)

給定 n 個機率函式 P_1(x)P_2(y)、...、P_n(z)和分佈 X+Y+...+Z 的機率函式為

 P(t)=intintP_1(x)P_2(y)...P_n(z)delta((x+y+...+z)-t)dxdy...dz,
(17)

其中 delta(x)狄拉克δ函式。類似地,XY...Z 分佈的機率函式由下式給出

 P(t)=intintP_1(x)P_2(y)...P_n(z)delta(xy...z-t)dxdy...dz.
(18)

差分佈 X-Y 的機率函式為

 P(t)=intintP_1(x)P_2(y)delta((x-y)-t)dxdy,
(19)

比率分佈 X/Y 的機率函式為

 P(t)=intintP_1(x)P_2(y)delta((x/y)-t)dxdy,
(20)

給定分佈的musigma伽瑪統計量 gamma_r),漸近機率函式由下式給出

 P(x)=Z(x)-[1/6gamma_1Z^((3))(x)]+[1/(24)gamma_2Z^((4))(x)+1/(72)gamma_1^2Z^((6))(x)]-[1/(120)gamma_3Z^((5))(x)+1/(144)gamma_1gamma_2Z^((7))(x)+1/(1296)gamma_1^3Z^((9))(x)]+[1/(720)gamma_4Z^((6))(x)+(1/(1152)gamma_2^2+1/(720)gamma_1gamma_3)Z^((8))(x)+1/(1728)gamma_1^2gamma_2Z^((10))(x)+1/(31104)gamma_1^4Z^((12))(x)]+...,
(21)

其中

 Z(x)=1/(sigmasqrt(2pi))e^(-(x-mu)^2/(2sigma^2))
(22)

正態分佈,且

 gamma_r=(kappa_r)/(sigma^(r+2))
(23)

對於 r>=1 (其中 kappa_r累積量sigma標準差;Abramowitz 和 Stegun 1972,第 935 頁)。


另請參閱

連續分佈, Cornish-Fisher 柯尼斯-費舍漸近展開, 差分佈, 離散分佈, 分佈函式, 聯合分佈函式, 乘積分佈, 比率分佈, 和分佈

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參考文獻

Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (編). "機率函式." 第 26 章,見 數學函式手冊,包含公式、圖表和數學表格,第 9 版。 紐約: Dover, pp. 925-964, 1972.Evans, M.; Hastings, N.; 和 Peacock, B. "機率密度函式和機率函式." §2.4,見 統計分佈,第 3 版。 紐約: Wiley, pp. 9-11, 2000.McLaughlin, M. "常用機率分佈." http://www.geocities.com/~mikemclaughlin/math_stat/Dists/Compendium.html.Papoulis, A. 機率、隨機變數和隨機過程,第 2 版。 紐約: McGraw-Hill, p. 94, 1984.

在 中被引用

機率密度函式

請引用為

Weisstein, Eric W. "機率密度函式。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/ProbabilityDensityFunction.html

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