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二维离散随机变量的分布

一、联合分布 (Joint Distribution)#

1. 定义#

设二维离散型随机变量(X,Y)(X, Y)的可能取值为(xi,yj)(x_i, y_j),其联合分布律为: P{X=xi,Y=yj}=pij,i,j=1,2,P\{X = x_i, Y = y_j\} = p_{ij}, \quad i,j = 1,2,\cdots

2. 性质#

  • 非负性pij0p_{ij} \geq 0
  • 归一性i=1+j=1+pij=1\sum_{i=1}^{+\infty} \sum_{j=1}^{+\infty} p_{ij} = 1

3. 表示形式#

用表格表示联合分布律:

X\Yy1y2yjP{X=xi}x1p11p12p1jp1x2p21p22p2jp2xipi1pi2pijpiP{Y=yj}p1p2pj1\begin{array}{|c|cccc|c|} \hline X \backslash Y & y_1 & y_2 & \cdots & y_j & P\{X=x_i\} \\ \hline x_1 & p_{11} & p_{12} & \cdots & p_{1j} & p_1 \\ x_2 & p_{21} & p_{22} & \cdots & p_{2j} & p_2 \\ \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots & \vdots \\ x_i & p_{i1} & p_{i2} & \cdots & p_{ij} & p_i \\ \vdots & \vdots & \vdots & \ddots & \vdots & \vdots \\ \hline P\{Y=y_j\} & p_{\cdot 1} & p_{\cdot 2} & \cdots & p_{\cdot j} & 1 \\ \hline \end{array}

二、边际分布 (Marginal Distribution)#

1. 定义#

  • XX的边际分布律:
    P{X=xi}=pi=j=1+pij,i=1,2,P\{X = x_i\} = p_{i\cdot} = \sum_{j=1}^{+\infty} p_{ij}, \quad i = 1,2,\cdots
  • YY的边际分布律:
    P{Y=yj}=pj=i=1+pij,j=1,2,P\{Y = y_j\} = p_{\cdot j} = \sum_{i=1}^{+\infty} p_{ij}, \quad j = 1,2,\cdots

2. 性质#

  • 非负性pi0p_{i\cdot} \geq 0pj0p_{\cdot j} \geq 0
  • 归一性i=1+pi=1\sum_{i=1}^{+\infty} p_{i\cdot} = 1j=1+pj=1\sum_{j=1}^{+\infty} p_{\cdot j} = 1

3. 计算方式#

通过联合分布表按行或列求和:

  • 行求和pip_{i\cdot}为第ii行所有pijp_{ij}的和
  • 列求和pjp_{\cdot j}为第jj列所有pijp_{ij}的和

三、条件分布 (Conditional Distribution)#

1. 定义#

  • 给定Y=yjY=y_jXX的条件分布律
    P{X=xiY=yj}=pijpj,当 pj>0P\{X = x_i | Y = y_j\} = \frac{p_{ij}}{p_{\cdot j}}, \quad \text{当} \ p_{\cdot j} > 0
  • 给定X=xiX=x_iYY的条件分布律
    P{Y=yjX=xi}=pijpi,当 pi>0P\{Y = y_j | X = x_i\} = \frac{p_{ij}}{p_{i\cdot}}, \quad \text{当} \ p_{i\cdot} > 0

2. 性质#

  • 非负性pijpj0\frac{p_{ij}}{p_{\cdot j}} \geq 0pijpi0\frac{p_{ij}}{p_{i\cdot}} \geq 0
  • 归一性
    i=1+P{X=xiY=yj}=1\sum_{i=1}^{+\infty} P\{X = x_i | Y = y_j\} = 1
    j=1+P{Y=yjX=xi}=1\sum_{j=1}^{+\infty} P\{Y = y_j | X = x_i\} = 1

3. 应用场景#

  • 用于分析在已知某一随机变量取值时,另一变量的概率分布特性
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二维离散随机变量的分布
https://www.laoguantx.cn/posts/distributionoftwodimensionaldiscreterandomvariables/
作者
老官童鞋gogo
发布于
2025-03-27
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0

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