條件分布

條件分布

對於二維隨機變數(X,Y),可以考慮在其中一個隨機變數取得(可能的)固定值的條件下,另一隨機變數的機率分布,這樣得到的X或Y的機率分布叫做條件機率分布,簡稱條件分布。

定義

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

二維隨機向量 中, 與 的相互關係除了獨立以外,還有相依關係,即隨機變數的取值往往彼此是有影響的,這種關係用條件分布能更好地表達出來。

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

對於二維隨機向量 ,所謂隨機變數X的條件分布,就是在 的條件下X的分布函式。比如,記X為人的體重,Y為人的身高,則X與Y一般有相依關係,現在如果限定Y=172(cm),在這個條件下體重X的分布顯然與X的無條件分布有很大不同。

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

設給定二維隨機向量 ,對任意 ,若 ,則

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

是一維分布函式,自然稱它為條件 下, 的條件分布函式。

離散隨機向量的條件分布

條件分布列

條件分布 條件分布

如果二維離散隨機向量 的聯合分布列為

條件分布 條件分布

仿照條件機率的定義,我們很容易地給出離散隨機向量的條件分布列。

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

定義1 對一切使得 的 ,稱

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

為在 給定 條件下X的條件分布列

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

同理,對一切使得 的 ,稱

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

為在 給定 條件下Y的條件分布列

條件分布函式

有了條件分布列,我們就可以定義離散隨機向量的條件分布。

條件分布 條件分布

定義2 在給定 條件下X的 條件分布函式

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

在給定 條件下Y的 條件分布函式

條件分布 條件分布

連續隨機向量的條件分布

條件分布函式與條件密度函式

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

設 為連續型隨機向量,聯合密度函式為 ,邊際分布函式分別為。

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

定義3 對於一切 的 ,在給定 條件下,X的條件分布函式和條件密度函式分別為

條件分布 條件分布
條件分布 條件分布
條件分布 條件分布

同理對於一切 的x,在給定 條件下,Y的條件分布函式和條件密度函式分別為

條件分布 條件分布

連續場合的全機率公式與貝葉斯公式

有了條件分布密度函式的機率,可以順便給出連續隨機變數場合的全機率公式和貝葉斯公式。

全機率公式

條件分布 條件分布

貝葉斯公式

條件分布 條件分布

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