几种常见的概率分布及其一些统计量 (转载及补充)


2018年存在我手机里的这2张图片
图片来自这篇博客

图片


一些概念

偏度

皮尔逊偏度系数把偏度定义为

[ ilde{mu}_{3}=mathrm{E}left[left(frac{X-mu}{sigma} ight)^{3} ight]=frac{mu_{3}}{sigma^{3}}=frac{mathrm{E}left[(X-mu)^{3} ight]}{left(mathrm{E}left[(X-mu)^{2} ight] ight)^{3 / 2}}=frac{kappa_{3}}{kappa_{2}^{3 / 2}} ]

其中(kappa_i)是累积量
Skewness indicates the direction and relative magnitude of a distribution's deviation from the normal distribution.

中位数 median

PDF曲线面积一半对应的位置

众数 mode

PDF曲线最大值对应的位置

峰度

皮尔逊峰度系数把峰度(kurtosis)定义为

[operatorname{Kurt}[X]=mathrm{E}left[left(frac{X-mu}{sigma} ight)^{4} ight]=frac{mathrm{E}left[(X-mu)^{4} ight]}{left(mathrm{E}left[(X-mu)^{2} ight] ight)^{2}}=frac{mu_{4}}{sigma^{4}} ]

峰度是描述总体中所有取值分布形态陡缓程度的统计量。 这个统计量需要与正态分布相比较,峰度为3表示该总体数据分布与正态分布的陡缓程度相同;峰度大于3表示该总体数据分布与正态分布相比较为陡峭,为尖顶峰;峰度小于3表示该总体数据分布与正态分布相比较为平坦,为平顶峰。

信息熵

连续分布 (应该叫做差熵)

[h(X)=-int p(x) ext{log}(p(x))dx ]

离散分布

[H(X)=-sumlimits_{i}[p_i(x) ext{log}(p_i(x))] ]

PDF

probability density function概率密度函数(f(x))

或者叫 probability mass function

CDF

累计分布函数 cumulative distribution function

[F(x)=P(Xleq x ) ]

the survivor function

[S(x)=P(Xgeq x) ]

the hazard function

[h(x)=frac{f(x)}{S(x)} ]

the cumulative hazard funciton

符号别和信息熵弄混了。。。

[H(x)=-ln S(x) ]

the moment generating function矩生成函数 MGF

随机变量(X)的矩生成函数定义为

[M(t)=E[e^{tX}] ]

矩生成函数可用于计算分布的矩:

[egin{aligned} M_{X}(t)=mathrm{E}left(e^{t X} ight) &=1+t mathrm{E}(X)+frac{t^{2} mathrm{E}left(X^{2} ight)}{2 !}+frac{t^{3} mathrm{E}left(X^{3} ight)}{3 !}+cdots+frac{t^{n} mathrm{E}left(X^{n} ight)}{n !}+cdots \ &=1+t m_{1}+frac{t^{2} m_{2}}{2 !}+frac{t^{3} m_{3}}{3 !}+cdots+frac{t^{n} m_{n}}{n !}+cdots end{aligned} ]

the characteristic function特征函数 CF

随机变量(X)的特征函数定义为

[Phi(t)=E[e^{jtX}] ]

在概率论和统计学中,任何实值随机变量的特征函数完全定义了其概率分布。

[left{egin{array}{l} varphi_{X}: mathbb{R} ightarrow mathbb{C} \ varphi_{X}(t)=mathrm{E}left[e^{i t X} ight]=int_{mathbb{R}} e^{i t x} d F_{X}(x)=int_{mathbb{R}} e^{i t x} f_{X}(x) d x end{array} ight. ]

[f_{X}(x)=frac{1}{2pi}int_{mathbb{R}}varphi_X(t)e^{-jtx}dt ]

利用随机变量X的特征函数CF求X的k阶矩

[mathrm{E}left[X^{k} ight]=i^{-k} varphi_{X}^{(k)}(0) ]

[mathrm{E}left[X^{1} ight]=i^{-1} varphi_{X}^{(1)}(0)=-j varphi_{X}^{(1)}(0) ]

[mathrm{E}left[X^{2} ight]=i^{-2} varphi_{X}^{(2)}(0)=-varphi_{X}^{(2)}(0) ]

例子

这个积分建议背一下

[intlimits_{-infty}^{infty} e^{i t x} frac{1}{sqrt{2pi}sigma} e^{-frac{(x-mu)^2}{2sigma^2}} d x=e^{i t mu-frac{1}{2} sigma^{2} t^{2}} ]

inverse distribution

逆分布是随机变量的倒数服从的分布
让随机变量(Y=frac{1}{X})

[G(y)=operatorname{Pr}(Y leq y)=operatorname{Pr}left(X geq frac{1}{y} ight)=1-operatorname{Pr}left(X<frac{1}{y} ight)=1-Fleft(frac{1}{y} ight) ]

式子两边再对(y)求导

[g(y)=frac{1}{y^{2}} fleft(frac{1}{y} ight) ]

正交、不相关、独立

首先拿随机变量举例子

从上往下分别是:正交、不相关、独立

[E[XY]=0\ Cov[X,Y]=E[XY]-E[X]E[Y]=0quad ext{i.e.} quad ho_{XY}=frac{Cov[X,Y]}{sigma_Xsigma_Y}=0\ p_{XY}(x,y)=p_X(x)p_Y(y) ]

下面拿随机过程为例子

常见的概率分布总结及它们间的联系

http://www.math.wm.edu/~leemis/chart/UDR/UDR.html

APPL: A Probability Programming Language

http://www.math.wm.edu/~leemis/2001amstat.pdf
http://mtholyoke.edu/~mpeterso/classes/math342/appl.html

原文地址:https://www.cnblogs.com/yhm138/p/13983531.html