
概率函數(Probability Function)是概率論與統計學中的核心概念,用于描述隨機變量取特定值的可能性。從漢英詞典角度看,其英文對應術語包括Probability Mass Function (PMF)(離散型隨機變量)和Probability Density Function (PDF)(連續型隨機變量)。以下是詳細解釋:
離散型隨機變量的概率函數(PMF)
設 (X) 為離散隨機變量,其概率質量函數 (p(x)) 定義為:
$$ p(x) = P(X = x) $$
表示 (X) 取值 (x) 的概率,需滿足:
來源:Casella & Berger, Statistical Inference, Cengage Learning.
連續型隨機變量的概率函數(PDF)
設 (X) 為連續隨機變量,其概率密度函數 (f(x)) 滿足:
$$ P(a leq X leq b) = int_{a}^{b} f(x)dx $$
且需滿足:
來源:Ross, S.M., Introduction to Probability Models, Academic Press.
來源:Wasserman, L., All of Statistics, Springer.
概率計算
$$ f(x) = frac{1}{sigmasqrt{2pi}} e^{-frac{(x-mu)}{2sigma}} $$
來源:Hogg et al., Introduction to Mathematical Statistics, Pearson.
統計建模
來源:Murphy, K.P., Machine Learning: A Probabilistic Perspective, MIT Press.
PMF直接給出概率值,而PDF需通過積分求概率(PDF在某點的值非概率,僅反映密度)。
PDF在單點的值可大于1(如均勻分布 ( U(0, 0.5) ) 的 ( f(x)=2 )),但積分後概率不超過1。
來源:Durrett, R., Probability: Theory and Examples, Cambridge University Press.
概率函數是概率論與統計學中用于描述隨機變量取值規律的核心工具,根據隨機變量類型的不同,其具體定義和形式有所差異:
1. 離散型隨機變量的概率函數(概率質量函數,PMF)
2. 連續型隨機變量的概率函數(概率密度函數,PDF)
3. 與累積分布函數(CDF)的關系 CDF定義為$F(x) = P(X leq x)$,對離散變量是概率累積和,對連續變量是PDF的積分:$F(x) = int_{-infty}^{x} f(t)dt$。
應用領域:概率函數在風險評估(保險精算)、信號處理(噪聲建模)、機器學習(貝葉斯分類)等領域均有廣泛應用,是量化不确定性的數學基礎工具。
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