- •010400 Информационные технологии
- •Часть 3
- •3.1. Случайные векторы. Функция распределения случайного вектора и ее свойства.
- •1. Для любых .
- •2. Является неубывающей функцией по каждому из своих аргументов.
- •Дискретные случайные векторы. Закон распределения дискретного случайного вектора
- •Непрерывные случайные векторы. Плотность вероятностей и ее свойства
- •Независимость случайных величин
- •Условные законы распределения и условные числовые характеристики
- •Числовые характеристики случайных векторов
- •Теоремы о числовых характеристиках
- •Некоррелированность случайных величин и ее связь с независимостью
- •Коэффициент корреляции его свойства
- •Понятие о моментах
- •Многомерное нормальное (гауссовское) распределение
1. Для любых .
2. Является неубывающей функцией по каждому из своих аргументов.
3. является непрерывной слева функцией по каждому из своих аргументов.
4.
,
если хотя бы один из аргументов
.
.
5. (Свойство
согласованности). По ФР
можно получить ФР любой совокупности
из
его координат. Для этого следует в ФР
положить аргументы
для
.
Многомерный аналог свойства 6 двумерной ФР приводить не будем из-за необходимости введения разностных операторов и его громоздкой записи.
В приложениях, как правило, имеют дело со двух типов: дискретными и непрерывными. В каждом из этих случаев существуют более удобные, чем ФР, способы задания .
Дискретные случайные векторы. Закон распределения дискретного случайного вектора
Определение.
называется дискретным
(
),
если множество его возможных значений
конечно или счетно:
или
,
где
.
Из определения
следует, что
является дискретным тогда и только
тогда, когда все его координаты
,
являются ДСВ.
Рассмотрим более
подробно случай двумерного
,
принимающего конечное число значений
(случай счетного числа значений
рассмотреть самостоятельно). Для полной
вероятностной характеристики такого
достаточно указать все его возможные
значения
и вероятности
,
с которыми эти значения принимаются,
(предполагается, что СВ
принимает
значений, а СВ
принимает
значений, так что у вектора
возможных значений
).
Как и в одномерном случае, подобную информацию о записывают в виде таблицы, но с двумя входами:
|
|
|
… |
|
(3.2) |
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
которую называют законом распределения (ЗР) (двумерным дискретным ЗР или совместным ЗР ДСВ и ).
При этом, поскольку
события
,
,
образуют полную группу событий, то
вероятности
удовлетворяют условию
нормировки:
.
По двумерному
закону распределения вероятность
попадания дискретного случайного
вектора
в любую область
определяется по формуле:
.
В частности, когда
,
получается следующее выражение для
функции распределения
:
.
(ср. с одномерным
случаем, когда
).
График ФР является кусочно-постоянным со скачками в точках , являющихся его возможными значениями, величина скачков определяется вероятностями .
Одномерные ЗР каждой из СВ и в отдельности (маргинальные законы распределения) являются дискретными и находятся по двумерному ЗР следующим образом:
Так как событие
,
то в силу аддитивности вероятности
.
(3.3)
Таким образом, ЗР СВ имеет вид:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где в соответствии
с (3.3) вероятность
получается суммированием
в
-ой
строке таблицы
(3.2) вероятностей
,
.
Аналогично, вероятности
(3.4)
и поэтому ЗР СВ имеет вид:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где в соответствии
с (3.4) вероятность
получается суммированием
в
-ом
столбце
таблицы (3.2) вероятностей
,
.
Многомерный случай
полностью аналогичен двумерному, только
менее нагляден и имеет громоздкую
индексацию. Так, ЗР
определяется набором вероятностей
,
где
- значения координаты
,
,
.
