Παραδείγματα: στάση (συμφωνώ απόλυτα, συμφωνώ, ουδέτερος, διαφωνώ, διαφωνώ απόλυτα), συχνότητα χρήσης (μία φορά την εβδομάδα, μία φορά κάθε δύο εβδομάδες, μία φορά κάθε έξι μήνες, σχεδόν ποτέ, ποτέ)
Αριθμητική τυχαία μεταβλητή
Παράδειγμα: Ηλικία (13, 14, 15, 16...), εισόδημα (μπορείτε να συμπληρώσετε οποιαδήποτε τιμή)
2. Διακριτή κατανομή πιθανοτήτων
2.1 Διωνυμική Κατανομή
ορισμός: περιγράφεται στο nnn Επιτυχής σε ανεξάρτητες δοκιμές κκκ Η πιθανότητα επιτυχίας σε κάθε δοκιμή είναι σελΠ。
τύπος: X ∼ Bin ( n , p ) X sim text{Bin}(n, p)Χ∼Αποθήκη(n,Π)
Συνάρτηση μάζας πιθανότητας (PMF): P ( X = k ) = ( nk ) pk ( 1 − p ) n − k P(X = k) = binom{n}{k} p^k (1-p)^{nk}Π(Χ=κ)=(κn)Πκ(1−Π)n−κ
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( X = k ) = ∑ i = 0 k ( ni ) pi ( 1 − p ) n − i F(X = k) = sum_{i=0}^{k} binom{n}{i} p^ i (1-p)^{ni}φά(Χ=κ)=∑Εγώ=0κ(Εγώn)ΠΕγώ(1−Π)n−Εγώ
2.2 Κατανομή Bernoulli
ορισμός: Περιγράφει την πιθανότητα επιτυχίας (ή αποτυχίας) σε ένα πείραμα Η πιθανότητα επιτυχίας είναι σελΠ。
τύπος: X ∼ Βέρνη ( p ) X sim text{Bern}(p)Χ∼Βέρνη(Π)
Συνάρτηση μάζας πιθανότητας (PMF): P ( X = x ) = { p if x = 1 1 − p if x = 0 P(X = x) ={ΠανΧ=11−ΠανΧ=0Π(Χ=Χ)={Π1−ΠανΧ=1ανΧ=0
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( X = x ) = { 0 εάν x < 0 1 − p εάν 0 ≤ x < 1 1 εάν x ≥ 1 F(X = x) ={0ανΧ<01−Παν0≤Χ<11ανΧ≥1φά(Χ=Χ)=⎩⎨⎧01−Π1ανΧ<0αν0≤Χ<1ανΧ≥1
2.3 Γεωμετρική Κατανομή
ορισμός: Περιγράφει την πιθανότητα του αριθμού των αποτυχιών πριν από την πρώτη επιτυχία Η πιθανότητα επιτυχίας σε κάθε δοκιμή είναι σελΠ。
τύπος: X ∼ Geom ( p ) X sim text{Geom}(p)Χ∼Geom(Π)
Συνάρτηση μάζας πιθανότητας (PMF): P ( X = k ) = ( 1 − p ) kp P(X = k) = (1-p)^kpΠ(Χ=κ)=(1−Π)κΠ
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( X = k ) = 1 − ( 1 − p ) k + 1 F(X = k) = 1 - (1-p)^{k+1}φά(Χ=κ)=1−(1−Π)κ+1
2.4 Αρνητική διωνυμική κατανομή
ορισμός: Περιγράφει τον αριθμό των αποτυχιών πριν φτάσει στην rth επιτυχία Η πιθανότητα επιτυχίας για κάθε δοκιμή είναι σελΠ。
τύπος: X ∼ NegBin ( r , p ) X sim text{NegBin}(r, p)Χ∼NegBin(r,Π)
Συνάρτηση μάζας πιθανότητας (PMF): P ( X = k ) = ( k + r − 1 k ) pr ( 1 − p ) k P(X = k) = binom{k + r - 1}{k} p^r (1-p)^kΠ(Χ=κ)=(κκ+r−1)Πr(1−Π)κ
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( X = k ) = ∑ i = 0 k ( i + r − 1 i ) pr ( 1 − p ) i F(X = k) = sum_{i=0}^{k} binom{i + r - 1}{i} p^r (1-p)^iφά(Χ=κ)=∑Εγώ=0κ(ΕγώΕγώ+r−1)Πr(1−Π)Εγώ
2.5 Υπεργεωμετρική Κατανομή
ορισμός: Περιγράφει δειγματοληψία από πεπερασμένο πληθυσμό χωρίς αντικατάσταση nnn φορές, επιτυχημένη κκκ φορές πιθανότητα.
τύπος: X ∼ Hypergeom ( N , K , n ) X sim text{Hypergeom}(N, K, n)Χ∼Υπεργεώμ(Ν,κ,n)
Συνάρτηση μάζας πιθανότητας (PMF): P ( X = k ) = ( K k ) ( N − K n − k ) ( N n ) P(X = k) = frac{binom{K}{k} binom{NK}{nk}}{binom{ N}{n}}Π(Χ=κ)=(nΝ)(κκ)(n−κΝ−κ)
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( X = k ) = ∑ i = 0 k ( K i ) ( N − K n − i ) ( N n ) F(X = k) = sum_{i=0}^{k} frac{binom{K }{i} binom{NK}{ni}}{binom{N}{n}}φά(Χ=κ)=∑Εγώ=0κ(nΝ)(Εγώκ)(n−ΕγώΝ−κ)
2.6 Διανομή Poisson
ορισμός: Η περιγραφή εμφανίζεται εντός μονάδας χρόνου κκκ Η πιθανότητα ενός συμβάντος, ο μέσος ρυθμός εμφάνισης του συμβάντος είναι λ.
τύπος: X ∼ Poisson ( λ ) X sim text{Poisson}(λάμδα)Χ∼Poisson(λ)
Συνάρτηση μάζας πιθανότητας (PMF): P ( X = k ) = λ ke − λ k ! P(X = k) = frac{lambda^ke^{-lambda}}{k!}Π(Χ=κ)=κ!λκμι−λ
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( X = k ) = e − λ ∑ i = 0 k λ ii ! F(X = k) = e^{-λάμδα} sum_{i=0}^{k} frac{lambda^i}{i!}φά(Χ=κ)=μι−λ∑Εγώ=0κΕγώ!λΕγώ
2.7 Η μεταξύ τους σχέση
Κατανομή Bernoulliείναι ένα ιδιαίτεροδιωνυμική κατανομή,πότε n = 1 n = 1n=1 ώρα.
γεωμετρική κατανομήείναι η κατανομή του αριθμού των δοκιμών που απαιτούνται πριν από την πρώτη επιτυχία, η οποία μπορεί να θεωρηθεί ωςδιωνυμική κατανομήεπέκταση.
αρνητική διωνυμική κατανομήμπορεί να θεωρηθεί ωςγεωμετρική κατανομήΓενίκευση του , χρησιμοποιείται για να περιγράψει τον αριθμό των αστοχιών που απαιτούνται πριν από τις επιτυχίες r.
υπεργεωμετρική κατανομήΠαρόμοιο μεδιωνυμική κατανομή, αλλά κατάλληλο για πεπερασμένους πληθυσμούς και δειγματοληψία χωρίς αντικατάσταση.
Κατανομή PoissonΝαίδιωνυμική κατανομήΗ οριακή περίπτωση του nnn πολύ μεγάλο και σελΠ πολύ νέος, και λ = np λάμδα = npλ=nΠ κρατήστε σταθερό.
3. Συνεχής κατανομή πιθανοτήτων
3.1 Εκθετική Κατανομή
ορισμός: Η εκθετική κατανομή είναι μια συνεχής κατανομή πιθανότητας που χρησιμοποιείται συχνά για να περιγράψει τα χρονικά διαστήματα μεταξύ ανεξάρτητων γεγονότων.
τύπος: X ∼ Εκθετικό ( λ ) X sim text{Exponential}(λάμδα)Χ∼Εκθετικός(λ),σε λ > 0 λάμδα>0λ>0 είναι η παράμετρος του ποσοστού
Συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας (PDF): f ( x ; λ ) = λ e − λ x για x ≥ 0 f(x; λάμδα) = λάμδα e^{-λάμδα x} τετραπλό κείμενο{for } x geq 0φά(Χ;λ)=λμι−λΧΓιαΧ≥0
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( x ; λ ) = 1 − e − λ x για x ≥ 0 F(x; λάμδα) = 1 - e^{-λάμδα x} quad text{for } x geq 0φά(Χ;λ)=1−μι−λΧΓιαΧ≥0
3.2 Κατανομή γάμμα
ορισμός: Περιγράφει τη συσσώρευση του χρόνου αναμονής και είναι μια γενίκευση της εκθετικής κατανομής και της κατανομής χ².
τύπος: X ∼ Γάμμα ( k , θ ) X sim text{Gamma}(k, theta)Χ∼Γάμμα(κ,θ),σε k > 0 k>0κ>0 είναι η παράμετρος σχήματος, θ > 0 θήτα>0θ>0 είναι η παράμετρος κλίμακας
Συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας (PDF): f ( x ; k , θ ) = xk − 1 e − x / θ θ k Γ ( k ) for x ≥ 0 f(x; k, theta) = frac{x^{k-1}e^{-x /theta}}{theta^k Gamma(k)} τετραπλό κείμενο{για } x geq 0φά(Χ;κ,θ)=θκΓ(κ)Χκ−1μι−Χ/θΓιαΧ≥0,σε Γ ( k ) Gamma(k)Γ(κ) είναι η συνάρτηση γάμμα
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( x ; k , θ ) = γ ( k , x / θ ) Γ ( k ) F(x; k, θήτα) = frac{gamma(k, x/theta)}{Gamma(k)}φά(Χ;κ,θ)=Γ(κ)γ(κ,Χ/θ),σε γ ( k , x / θ ) γάμμα(k, x/theta)γ(κ,Χ/θ) είναι μια ατελής συνάρτηση γάμμα.
3.3 Κανονική κατανομή
ορισμός: Περιγράφει την κατανομή του αθροίσματος ενός μεγάλου αριθμού ανεξάρτητων τυχαίων μεταβλητών και χρησιμοποιείται ευρέως στις φυσικές και κοινωνικές επιστήμες.
τύπος: X ∼ N ( μ , σ 2 ) X sim mathcal{N}(mu, sigma^2)Χ∼Ν(μ,σ2),σε, μ muμ είναι η μέση τιμή, σ 2 σίγμα^2σ2 είναι η διακύμανση
Συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας (PDF): f ( x ; μ , σ 2 ) = 1 2 π σ 2 e − ( x − μ ) 2 2 σ 2 f(x; mu, sigma^2) = frac{1}{sqrt{2pisigma^2}} e ^{-frac{(x-mu)^2}{2sigma^2}}φά(Χ;μ,σ2)=2πσ21μι−2σ2(Χ−μ)2
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( x ; μ , σ 2 ) = 1 2 [ 1 + erf ( x − μ 2 σ 2 ) ] F(x; mu, sigma^2) = frac{1}{2}left[1 + όνομα χειριστή{ erf}αριστερά(frac{x-mu}{sqrt{2sigma^2}}δεξιά)δεξιά]φά(Χ;μ,σ2)=21[1+erf(2σ2Χ−μ)], όπου erf είναι η συνάρτηση σφάλματος.
3.4 t-Κατανομή
ορισμός: Χρησιμοποιείται για τον έλεγχο υποθέσεων και την εκτίμηση του διαστήματος εμπιστοσύνης σε καταστάσεις μικρών δειγμάτων.
τύπος: X ~ t ( ν ) X sim t(nu)Χ∼t(ν),σε, ν nuν είναι ο βαθμός ελευθερίας
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( t ; ν ) = 1 2 + t Γ ( ν + 1 2 ) π ν Γ ( ν 2 ) ∫ 0 t ( 1 + u 2 ν ) − ν + 1 2 du F(t; nu) = frac{ 1}{2} + tfrac{Gammaleft(frac{nu+1}{2}δεξιά)}{sqrt{pi nu} Gammaleft(frac{nu}{2}δεξιά)} int_0^{t} αριστερά(1 + frac {u^2}{nu}δεξιά)^{-frac{nu+1}{2}} duφά(t;ν)=21+tπνΓ(2ν)Γ(2ν+1)∫0t(1+νu2)−2ν+1ρεu
3.5 Κατανομή Chi-Square
ορισμός: Χρησιμοποιείται συνήθως για τον έλεγχο υποθέσεων και την ανάλυση της διακύμανσης.
τύπος: X ~ χ 2 ( k ) X sim chi^2(k)Χ∼χ2(κ),σε κκκ είναι ο βαθμός ελευθερίας
Συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας (PDF): f ( x ; k ) = 1 2 k / 2 Γ ( k / 2 ) xk / 2 − 1 e − x / 2 για x ≥ 0 f(x; k) = frac{1}{2^{k/2 } Gamma(k/2)} x^{k/2-1} e^{-x/2} τετραγωνικό κείμενο{for } x geq 0φά(Χ;κ)=2κ/2Γ(κ/2)1Χκ/2−1μι−Χ/2ΓιαΧ≥0
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( x ; k ) = γ ( k 2 , x 2 ) Γ ( k 2 ) F(x; k) = frac{gammaleft(frac{k}{2}, frac{x}{2}δεξιά)}{ Gammaleft(frac{k}{2}δεξιά)}φά(Χ;κ)=Γ(2κ)γ(2κ,2Χ)
3.6 Κατανομή F
ορισμός: Χρησιμοποιείται για τη σύγκριση της διακύμανσης δύο δειγμάτων.
τύπος: X ~ F (d 1 , d 2 ) X sim F(d_1, d_2)Χ∼φά(ρε1,ρε2),σε d 1 d_1ρε1 και d 2 d_2ρε2 είναι ο βαθμός ελευθερίας
Συνάρτηση πυκνότητας πιθανότητας (PDF): f ( x ; d 1 , d 2 ) = ( d 1 x ) d 1 d 2 d 2 ( d 1 x + d 2 ) d 1 + d 2 x B ( d 1 2 , d 2 2 ) για x ≥ 0 f(x; d_1, d_2) = frac{sqrt{frac{(d_1 x)^{d_1} d_2^{d_2}}{(d_1 x + d_2)^{d_1 + d_2}}}}{x Bleft(frac {d_1}{2}, frac{d_2}{2}right)} quad text{for } x geq 0φά(Χ;ρε1,ρε2)=Χσι(2ρε1,2ρε2)(ρε1Χ+ρε2)ρε1+ρε2(ρε1Χ)ρε1ρε2ρε2ΓιαΧ≥0,σε ΒΒσι είναι μια συνάρτηση βήτα
Συνάρτηση αθροιστικής κατανομής (CDF): F ( x ; d 1 , d 2 ) = I d 1 xd 1 x + d 2 ( d 1 2 , d 2 2 ) F(x; d_1, d_2) = I_{frac{d_1 x}{d_1 x + d_2 }}αριστερά(frac{d_1}{2}, frac{d_2}{2}δεξιά)φά(Χ;ρε1,ρε2)=Εγώρε1Χ+ρε2ρε1Χ(2ρε1,2ρε2),σε IIΕγώ είναι μια ατελής συνάρτηση βήτα
3.7 Η μεταξύ τους σχέση
Η κατανομή χ-τετράγωνο είναιΆθροισμα τετραγώνων κανονικής κατανομής . Για παράδειγμα, κκκ Το άθροισμα των τετραγώνων των ανεξάρτητων τυπικών κανονικών μεταβλητών υπακούει στους βαθμούς ελευθερίας όπως κκκ κατανομή χι-τετράγωνο.
Η κατανομή t είναι μέσαΚατασκευάστηκε με βάση την τυπική κανονική κατανομή και την κατανομή χι-τετράγωνο του. Συγκεκριμένα, η κατανομή t μπορεί να ληφθεί διαιρώντας μια τυπική κανονική μεταβλητή με την τετραγωνική ρίζα της ανεξάρτητης μεταβλητής κατανομής χ-τετράγωνο.
Η κατανομή F είναιΕπέκταση του λόγου δύο ανεξάρτητων κατανεμημένων μεταβλητών χ-τετράγωνο . Η κατανομή F χρησιμοποιείται για τη σύγκριση δύο διακυμάνσεων και κατασκευάζεται λαμβάνοντας τον λόγο δύο κατανεμημένων μεταβλητών χ-τετράγωνο.