劉喜富
摘 要:離散型隨機變量的分布律與分布函數(shù)是概率論與數(shù)理統(tǒng)計教學(xué)中的重要內(nèi)容。如何根據(jù)分布律求解分布函數(shù)、或由分布函數(shù)反推分布律是教學(xué)過程中的重點與難點問題。本文通過幾個簡單的例題,對這方面的解題經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié),便于學(xué)生學(xué)習(xí)掌握。
關(guān)鍵詞:離散型隨機變量;分布律;分布函數(shù)
概率論與數(shù)理統(tǒng)計課程是理工科、經(jīng)管等相關(guān)專業(yè)的必修課程,其概念和定理較多并且抽象,如果按照課本先給出定理,再證其正確性,顯得既突兀又枯燥,很難引起學(xué)生的興趣。在學(xué)習(xí)一維隨機變量和二維隨機變量時,這兩種隨機變量的有關(guān)知識點是類似的平行結(jié)構(gòu)。而一維隨機變量相對簡單,因此,通過知識點的對比,讓學(xué)生融入探索過程,積極思考,既激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,培養(yǎng)了創(chuàng)新能力,又使其在研究中學(xué)到新知識,同時,又使他們獲得一定的成就感,實在是一舉數(shù)得的好事情。下面我們以概率論與數(shù)理統(tǒng)計中的分布函數(shù)的求解為例,探究對學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)和創(chuàng)新意識的開發(fā),對數(shù)學(xué)教學(xué)進(jìn)行初步嘗試和探索。
一、分布函數(shù)與分布律
分布函數(shù)能夠完整地描述隨機變量的統(tǒng)計規(guī)律性,并且分布函數(shù)具有良好的性質(zhì),它使許多概率論問題得以簡化而歸結(jié)為函數(shù)的運算,因此掌握好分布函數(shù)是研究隨機變量的有效方法。
對于某個隨機變量X,如果它的全部可能取到的值是有限個或可列無限多個,則稱X為一維離散型隨機變量;如果二維隨機變量(X, Y)全部可能取到的值是有限對或可列無限多對,則稱(X, Y)為二維離散型隨機變量。通常,對于離散型隨機變量,其概率分布通常用分布律來刻畫,已知分布律可以求分布函數(shù),反之,已知分布函數(shù)便可以求分布律。因此,對于離散型隨機變量,只要知道分布律或分布函數(shù),它的概率分布就知道了。
在學(xué)習(xí)概率論與數(shù)理統(tǒng)計這門課程時,離散型隨機變量的分布律相對容易獲得,也容易由此得到一維離散型隨機變量的分布函數(shù),但是,很多學(xué)生對于如何求解二維離散型隨機變量的聯(lián)合分布函數(shù)卻不知如何處理。本文通過實例講解,如何在一維離散型隨機變量的分布函數(shù)的原理之上求解二維離散型隨機變量的分布函數(shù)。
然后,將任意一個x的區(qū)間與y的每一個區(qū)間組合,考察點(X, Y)落在該區(qū)域的情況。例如:
(1) 當(dāng)時,無論y屬于哪個區(qū)間,點(X, Y)都不會落在該區(qū)域;同理,對于時,也有一樣的結(jié)果。因此,此時。
(2) 當(dāng),時,此時只有點落在該區(qū)域,于是;當(dāng),時,此時只有點和落在該區(qū)域,于是。
(3) 當(dāng),時,此時只有點和落在該區(qū)域,于是;當(dāng),時,所有點均落在該區(qū)域,于是。
二、結(jié)束語
本文首先從一維離散型隨機變量的分布律出發(fā),講解了如何求其分布函數(shù),其中的關(guān)鍵在于將X的可能取值作為區(qū)間的分段點,同時也分析了怎么由分布函數(shù)求分布律的問題。其次,對于二維離散型隨機變量的聯(lián)合分布函數(shù),根據(jù)一維離散型隨機變量分布函數(shù)的計算方法,分別將x和y進(jìn)行分段,然后考慮兩者的任意組合,進(jìn)而得到其分布函數(shù),并且也介紹了如何根據(jù)聯(lián)合分布函數(shù)求其聯(lián)合分布律。這些方法需要在學(xué)習(xí)過程通過實例加以練習(xí),達(dá)到理解和掌握的目標(biāo)。
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