知识点

均匀分布

定义

设 a<ba<b,X∼U[a,b]X\sim U[a,b]。它的密度在 [a,b][a,b] 上为常数,分布函数在区间内线性增长:

f(x)={1b−a,a<x<b,0,其他,F(x)={0,x<a,x−ab−a,a≤x<b,1,x≥b.f(x)=\begin{cases}\dfrac{1}{b-a},&a<x<b,\\0,&\text{其他},\end{cases} \qquad F(x)=\begin{cases}0,&x<a,\\\dfrac{x-a}{b-a},&a\le x<b,\\1,&x\ge b.\end{cases}

性质

落在子区间内的概率与子区间长度成正比。数字特征为

E(X)=a+b2,D(X)=(b−a)212.E(X)=\frac{a+b}{2},\qquad D(X)=\frac{(b-a)^2}{12}.

例子

均匀分布上的区间概率与数字特征

设 X∼U[2,6]X\sim U[2,6]。区间概率与区间长度成正比:

P{3<X<5}=5−36−2=12.P\{3<X<5\}=\frac{5-3}{6-2}=\frac12.

数字特征为

E(X)=2+62=4,D(X)=(6−2)212=43.E(X)=\frac{2+6}{2}=4,\qquad D(X)=\frac{(6-2)^2}{12}=\frac43.

交互探索

改变均匀分布的区间和阈值,比较区间长度比例与概率。

均匀分布改变区间后,概率怎样计算?

调整区间位置、长度和阈值,计算左侧区间的概率。

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题集

练习

  1. 设 X∼U[0,10]X\sim U[0,10],则 P{2<X<5}=P\{2<X<5\}= 。

    参考解答

    均匀分布下概率等于区间长度除以总长度:(5−2)/10=0.3(5-2)/10=0.3。