2.7 分布函数

随机变量可用其分布函数来表示.

定义2.7 事件{Xx}的概率称为分布函数Fx)=P[Xx].

Fx)也称为累积分布函数(cumulative distribution function,CDF).常简写为XF,即“随机变量X具有分布函数F”或“随机变量X服从F”.符号“~”表示左边的变量具有右边的分布.

通常使用大写字母表示分布函数.尽管可以使用任何记号,最常用的是F.如果需要指明随机变量,在写分布函数时加下标X,即FXx).下标X表示X的分布为FX.其中“x”可以使用任意的符号,如把分布函数记为FXt)或FXs).当只考虑一维随机变量时,我们把分布函数简记为Fx).

对支撑点为τj的离散随机变量,支撑点处的累积分布函数为小于j的累积概率和,即

支撑点间的累积分布函数是常数.因此,离散随机变量的累积分布函数是一个阶梯函数,每个支撑点都有大小为πτj)的跳跃.

图2-4展示了图2-2中两个例子的分布函数.

由图可知,每个分布函数都是一个阶梯函数,阶梯在支撑点处.因为支撑点的概率不等,所以跳跃的大小是不同的.一般地(不仅对离散随机变量成立),累积分布函数具有以下性质.

定理2.2 累积分布函数的性质.Fx)是一个分布函数,则

1.Fx)是非降的.

2..

3..

4.Fx)是右连续的,即.

性质1和性质2由概率公理(概率是非负的)的第一条推出.性质3是概率公理的第二条.性质4表明Fx)在阶梯处左不连续,但右连续.这条性质由分布函数P[Xx]的性质推出.如果分布函数的定义为P[X<x],则Fx)是左连续的.

图2-4 离散随机变量的分布函数