next up previous contents index
Next:  Свойства функций распределения   Up:  Случайные величины и их   Previous:  Примеры дискретных распределений

§ 5. Примеры абсолютно непрерывных распределений

Равномерное распределение

Говорят, что имеет равномерное распределение на отрезке , и пишут: , если плотность распределения постоянна на отрезке и равна нулю вне него:

Очевидно, что площадь под графиком этой функции равна единице и . Поэтому  является плотностью распределения.

Случайная величина имеет смысл координаты точки, выбранной наудачу на отрезке . Вычислим по определению 30 функцию распределения случайной величины :

Получим следующую непрерывную функцию распределения:

Показательное распределение

Говорят, что имеет показательное (экспоненциальное) распределение с параметром , и пишут: , если имеет следующую плотность распределения:

   

Функция распределения случайной величины непрерывна:

Показательное распределение является единственным абсолютно непрерывным распределением, для которого выполнено свойство «нестарения» (и в этом смысле оно является непрерывным аналогом дискретного геометрического распределения).

Теорема 19. Пусть . Тогда для любых

(11)

Упражнение 27. Доказать теорему 19. Доказать далее, что если неотрицательная случайная величина с абсолютно непрерывным распределением обладает свойством (11) при любых , то она имеет показательное распределение с некоторым параметром .

Нормальное распределение

Говорят, что имеет нормальное (гауссовское(1)) распределение с параметрами и , где , , и пишут: , если имеет следующую плотность распределения:

Убедимся, что является плотностью распределения. Так как для всех , то свойство (f1) выполнено. Проверим (f2):

где через обозначен табличный интеграл (интеграл Пуассона(2))

Нормальное распределение с параметрами и называется стандартным нормальным распределением. Плотность стандартного нормального распределения равна .

Ввиду особой роли нормального распределения в теории вероятностей (мы ещё узнаем о ней) существует даже специальное обозначение для функции распределения нормального закона . Из курса математического анализа читателю известно, что первообразная функции не может быть выражена через элементарные функции. Поэтому функцию можно записать лишь в виде интеграла:

Функция табулирована, т.е. её значения при различных вещественных вычислены. Их можно найти в соответствующих таблицах.

Гамма-распределение

Говорят, что имеет гамма-распределение с параметрами , , и пишут: , если имеет следующую плотность распределения:

где постоянная вычисляется из свойства (f2) плотности так:

откуда . Здесь через обозначен интеграл

называемый гамма-функцией Эйлера(3); при целых положительных , . Замена в интеграле Пуассона даст .

Показательное распределение — частный случай гамма-распределения: .

Упражнение 28. Нарисовать график плотности распределения при , при и при , отметить на этом графике точки экстремума, точки перегиба и иные особенности графика.
Функцию распределения гамма-распределения можно записать, вообще говоря, только в виде интеграла:

Но при целых значениях параметра интегрированием по частям этот интеграл можно превратить в сумму:

(12)

Упражнение 29. Доказать первое из равенств (12) при целых значениях . Доказать следующее забавное равенство: , где .

Распределение Коши

Говорят, что имеет распределение Коши(4) с параметрами , , и пишут: , если имеет следующую плотность распределения:

Плотность распределения Коши симметрична относительно прямой и похожа на плотность нормального распределения, но имеет более толстые «хвосты» на . Функция распределения случайной величины с распределением Коши равна при всех .

Распределение Парето

Говорят, что имеет распределение Парето(5) с параметром , если имеет следующие плотность и функцию распределения:

Часто рассматривают более широкий класс распределений Парето, сосредоточенных не на , а на при .

С другими абсолютно непрерывными распределениями (хи-квадрат Пирсона, распределениями Стьюдента, Фишера, Колмогорова, Лапласа) мы познакомимся при изучении математической статистики. С распределениями Вейбулла, логарифмически нормальным и некоторыми другими читатель познакомится в дальнейших курсах.

next up previous contents index
Next:  Свойства функций распределения   Up:  Случайные величины и их   Previous:  Примеры дискретных распределений


1Johann Carl Friedrich Gauss (30.04.1777 — 23.02.1855, Germany)

2Этот интеграл вычисляется так:

Далее полярная замена переменных: , , , :

3Leonhard Euler (15.04.1707 — 18.09.1783, Switzerland, Россия)

4Augustin Louis Cauchy (21.08.1789 — 23.05.1857, France)

5Vilfredo Pareto (15.07.1848 — 20.08.1923, France, Italy, Switzerland) .

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

N.Ch.