משתנים מקריים / משתנים מקריים רציפים
📥 הורד PDF- חומר רקע
- מבוא
- המודל ההסתברותי
- אי תלות בין מאורעות
- הסתברות מותנית
- נוסחת ההסתברות השלמה
- נוסחת בייס
- דוגמה מסכמת - ניסויי ברנולי
- משתנים מקריים
- משתנים מקריים בדידים
- משתנים מקריים רציפים
- התפלגויות משותפות ומותנות
- פונקציות של משתנים מקריים
- תוחלת ומומנטים
- תוחלת
- מומנטים
- שונות
- אי שוויון מרקוב
- אי שוויון צ'בישב
- אי שוויון ינסן
- פונקציה יוצרת מומנטים
- פונקציה אופיינית
- וקטורים אקראיים
- קווריאנס ומקדם המתאם
- וקטורים גאוסיים
- חזאים
- דף נוסחאות
משתנה מקרי הוא משתנה מקרי רציף אם קבוצת הערכים שהוא יכול לקבל היא קטע רציף (סופי או אינסופי) על ציר המספרים.
הגדרה
עריכה|
הגדרה: משתנה מקרי רציף משתנה מקרי רציף הוא משתנה מקרי אשר מקבל ערכים מקטע רציף (סופי או אינסופי) על ציר המספרים. |
לדוגמה, אם בוחרים מספר כלשהו בין 0 ל-1 באופן מקרי, אז המספר הוא משתנה מקרי רציף.
בשלב זה אפשר לשים לב להבדל עקרוני בין מ"מ בדידים לרציפים, והוא שלרוב, תוצאתו של מ"מ רציף הוא משהו שהסתברותו אפס.
|
דוגמה: נניח שנצביע באופן מקרי על נקודה בסרגל שאורכו 1 מטר, כלומר מספר כלשהו בין 0 ל-1:
אם נחשוב על כך מעט, הסיכוי שבחרנו בנקודה, אם נגדיר אותה בדיוק מספיק גבוה, הוא קטן ללא הגבלה. |
שימו לב: רבות מתוצאותיהם של מ"מ רציפים הם ארועים המתרחשים בהסתברות 0. בניגוד לתוצאות מ"מ בדידים, אין בכך משמעות של ארוע בלתי אפשרי. |
|
דוגמה: נניח שנצביע באופן מקרי על נקודה בסרגל שאורכו 1 מטר, כלומר מספר כלשהו בין 0 ל-1. הסיכוי שבחרנו במספר לכל היותר 0.616924, הוא 0.616924. |
פונקציית ההתפלגות (הצטברות ההסתברות)
עריכהמהסיבה שהוזכרה לעיל, לרוב אין הרבה משמעות בשאלה מהו עבור מ"מ רציף: התשובה לרוב היא 0. עם זאת, יש לרוב משמעות לשאלה מהו , כלומר מה ההסתברות שתוצאת המ"מ הרציף היא לכל היותר מספר כלשהו.
|
הגדרה: פונקציית הצטברות, התפלגות אם הוא מ"מ רציף, אז פונקציית ההצטברות שלו היא , כלומר הסיכוי שלו לקבל ערך לכל היותר .
|
הגדרה זו דומה להגדרה המקבילה עבור מ"מ בדיד.
תכונות
עריכהתחום פונקציית ההתפלגות הוא כמובן .
בנוסף, יש לה מספר תכונות.
|
משפט: קשר בין התפלגות להסתברות
|
הוכחה: על פי ההגדרה,
היות שהמאורע
זר למאורע
,
אז הסתברות איחודן, דהיינו המאורע
הוא סכום הסתברויות המאורעות.
אם נמשיך הגיון זה, נגיע למשפט הבא.
|
משפט: גבולות התפלגות
|
אפשר גם לראות שההתפלגות היא פונקציה מונוטונית.
|
משפט: מונוטוניות פונקציית ההתפלגות אם אז |
הוכחה: במקרה זה, המאורע
,
נכלל במאורע
.
פונקציית צפיפות ההסתברות
עריכהאינטואיטיבית, פונקציית הצפיפות היא ההסתברות שתוצאת המשתנה המקרי תהיה "בערך" משהו.
|
הגדרה: פונקציית צפיפות הצפיפות של מ"מ כלשהו מוגדר ע"י ההתפלגות בצורה עקיפה ע"י ולכן, בחלקים הרציפים, |
תכונות
עריכהראשית, עפ"י ההגדרה, נקבל את התכונה הבאה.
|
משפט: |
נשים לב שלפי חדו"א, בחלקים בהם רציפה, נקבל כי עבור קטן,
ולכן אפשר לחשוב אינטואיטיבית ש-. אינטואיטיבית ניתן להסתכל על פונקציית הצפיפות כפונקציית שכיחות(היסטוגרמה) מנורמלת.
התפלגויות חשובות
עריכה|
התפלגויות רציפות
|
| הפרק הקודם: משתנים מקריים בדידים |
משתנים מקריים רציפים | הפרק הבא: התפלגויות משותפות ומותנות |