质量师初级实务:随机变量及其分布

来源:网络发布时间:2009-08-19

随机变量及其分布

1 随机变量

表示随机现象结果的变量称为随机变量。常用大写字母X, Y, Z等表示随机变量,它们的取值用小写字母 等表示。

常见的有两种随机变量。

离散型随机变量:仅取数轴上的有限个点或可列个点。比如,一批产品中的次品数X是离散型随机变量,它的可能取值是0,1,2,……

连续型随机变量:可能取值充满数轴上的一个区间。一台电视机的寿命 (单位:小时)是连续型随机变量,在 上取值。“ ”表示事件“寿命不超过10000小时。”

2 随机变量的分布

(1) 离散型随机变量的分布

离散型随机变量的分布可用分布烈表示。假设离散型随机变量 可能取的值为 。取这些值的概率为, 。这些可以用一个表清楚地表示出来

… …

概率 … …

作为一个分布, 满足一下条件: , 。这样的分布称作离散分布, 称作分布的概率函数。

例 3 设袋中装有6个球,编号为{-1,2,2,2,3,3},从袋中任取一球,求取到的球的号 的分布律。

解 因为 可取的值为-1,2,3,而且 , , ,所以 的概率分布为

-123

例 4 某厂生产的三极管,每100支装一盒,记X为一盒中不合格品数,厂方多次抽查,根据近千次的抽查纪录,从未发现一盒中有6支或6支以上的不合格三极管,用统计方法整理历史数据可得如下分布:

0 1 2 3 4 5

0.284 0.2000 0.0900 0.080 0.004

从表中可以看出,最可能发生的不合格品数在0到2之间,它的概率为:

而超过3个不合格品的概率很小:

3 连续型随机变量的分布

连续型随机变量 的分布用概率密度函数 表示。下面以产品的某个质量特性值 来说明 的由来。

假如我们一个接一个地测量产品的质量特性 ,把测量得来的x值一个接一个地描在数轴上,当累积到很多x时,就形成了一个图形,把纵轴改为单位长度上的频率,由于频率的稳定性,随着被测质量特性x的增多,图形就越稳定,其外形显现出一条曲线,这条曲线就是概率密度曲线,相应的表达式称为概率密度曲线。由于频率稳定于概率,因此可以用概率代替频率,从而纵轴成为“单位长度上的概率”,这就是概率密度的概念,故最后形成的曲线称为概率密度曲线,它一定位于x轴的上方,即 ,并且与x轴所夹面积恰为1。而X在区间 (a,b)上取值的概率为 区间上的面积。

4 随机变量分布的均值、方差与标准差

随机变量的分布有几个重要的特征数,用来表示分布的中心位置和散布大小。

均值用来表示分布的中心位置,用 表示。

(1) 均值的计算方法:

(2) 方差的计算方法

方差表示分布的散布大小,用 表示。方差越大,分布越分散;方差越小,分布越集中。

(3) 标准差

方差的平方根即为标准差,记为 ,即 。