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4.2 样本空间与随机变量
样本空间是一个随机试验所有可能结果的集合,而随机试验中的每个可能结果称为样本点。例如,抛一枚硬币的结果只有两种,正面朝上或者反面朝上。用H(Head)表示正面,T表示背面(Tail)。将抛硬币试验E的所有可能结果组成的集合S称为E的样本空间,即该试验的样本空间为[H,T],E的每个结果称为样本点。必然事件为样本集本身,不可能事件为空集。判断一个随机事件发生的条件为:当且仅当随机试验所包含的一个样本点在试验中出现。
试验E的样本空间S所包含的子集称为随机变量。样本空间S为每个试验结果分配一个实数值。假如把硬币正面朝上的结果表示为1,反面朝上的结果表示为0,则随机变量可以写成X(H)=1,X(T)=0。随机变量的取值随试验结果而定,在试验结果出来之前只能知道其取值概率而无法知道其具体的值,这是其与普通函数的本质区别。
根据随机变量的取值范围,可以把随机变量区分为离散随机变量和连续随机变量。
· 离散随机变量:若随机变量的取值是有限个或者可列无限个,则这种随机变量称为离散随机变量。要注意的是,离散随机变量的取值不一定是整数值。
· 连续随机变量:若随机变量x的分布函数F(x)存在一个非负的可积函数f(x),使得对任意实数x,有,则称x为连续型随机变量。其中f(x)为X的概率密度函数,概率密度简记为X~f(x)。