JAOTUSFUNKTSIOONID MÕÕTEMÄÄRAMATUSED

II vihik - Tartu Ülikool II vihik - Tartu Ülikool

04.09.2015 Views

4.3. Kahemõõtmeline pidev juhuslik vektor 4.3. Kahemõõtmeline pidev juhuslik vektor ( X Y on pidev, kui tema mõlemad komponendid X ja Y Kahemõõtmeline juhuslik vektor , ) on pidevad juhuslikud suurused. Eelnevas punktis vaadeldud diskreetse juhusliku vektori jaotustabeli loomulikuks üldistuseks ning samal ajal ka ühemõõtmelise pideva juhusliku suuruse üldistuseks kahemõõtmelisele juhule on kahemõõtmeline jaotusfunktsioon ehk kahemõõtmeline jaotustihedus ehk kahemõõtmeline tõenäosustihedus f ( x, y) , mis on defineeritud järgneva seosega: P ( x X < x + dx, y ≤ Y < y + dy) = f ( x, y) dxdy ≤ . (3.1) dS = dx dy Niisiis, tõenäosus saada juhuslik vektor punkti (x,y) ümbrusse pinnaelemendile on võrdeline selle pinnaelemendi pindalaga, kusjuures võrdeteguriks on tõenäosustihedus. Avaldame valemist (3.1)-st tõenäosustiheduse: f ( x, y) P( x ≤ X < x + dx, y ≤ Y < dxdy y + dy) = . See esitus ütleb, et tõenäosustihedus on tõenäosus pinnaühiku kohta vektori ( X , Y ) sattumiseks punkti ( x , y) ümbrusesse. Tõenäosus P ( x ≤ X < x + dx, y ≤ Y < y + dy) on võrdne risttahuka ruumalaga, mille aluse külgede pikkused on dx ja dy ning kõrgus on f ( x, y) (joonis 3.1). Seepärast nimetatakse seda suurust P ( x ≤ X < x + dx, y ≤ Y < y + dy) ka tõenäosuselemendiks. f f(x,y) y x Joonis 3.1 dy dx Samas koordinaadistikus kujutab tõenäosustihedus kõverpinda, mis kõikjal paikneb ülalpool x,ytasandit nagu kujutatud joonisel 3.2. 28

4.3. Kahemõõtmeline pidev juhuslik vektor f(x)*f(y) 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0 -3 -2 -1 0 1 2 3 -3 -2 -1 0 1 2 3 Joonis 3.2. Kahemõõtmelise jaotuse näide (kahemõõtmeline normaaljaotus) Diskreetse normeerimistingimuse (2.2) pidev analoog on ∞ ∞ ∫∫ −∞ −∞ ∫∫ f ( x, y) dx dy ≡ f ( x, y) dS = 1. (3.2) 2 2 R = ( −∞ < x < ∞, − ∞ < y < ∞) tähistab siin kogu tasandit, dS on pinnaelement sellel tasandil. Analoogiliselt (2.3) ja (2.4)-ga annab jaotustiheduse integreerimine ühe argumendi järgi ühemõõtmelise jaotustiheduse teisele vektori komponendile: ∞ ∫ −∞ ∞ ∫ −∞ f ( x, y) dy = g( x) f ( x, y) dx = h( y) 29 R , (3.3) , (3.4) g (x on juhusliku suuruse X jaotustihedus ja h (y) on juhusliku suuruse Y kus ) jaotustihedus. Kahte pidevat juhuslikku suurust (juhusliku vektori komponente) nimetatakse sõltumatuteks (nad on sõltumatud juhuslikud suurused), kui nende jaotusfunktsioon esitub ühemõõtmeliste jaotuste korrutisena: f ( x, y) = g( x) h( y) . (3.5)

4.3. Kahemõõtmeline pidev juhuslik vektor<br />

f(x)*f(y)<br />

0.16<br />

0.14<br />

0.12<br />

0.1<br />

0.08<br />

0.06<br />

0.04<br />

0.02<br />

0<br />

-3<br />

-2<br />

-1<br />

0<br />

1<br />

2<br />

3<br />

-3<br />

-2<br />

-1<br />

0<br />

1<br />

2<br />

3<br />

Joonis 3.2. Kahemõõtmelise jaotuse näide (kahemõõtmeline normaaljaotus)<br />

Diskreetse normeerimistingimuse (2.2) pidev analoog on<br />

∞<br />

∞<br />

∫∫<br />

−∞ −∞<br />

∫∫<br />

f ( x,<br />

y)<br />

dx dy ≡ f ( x,<br />

y)<br />

dS = 1. (3.2)<br />

2<br />

2<br />

R = ( −∞ < x < ∞,<br />

− ∞ < y < ∞)<br />

tähistab siin kogu tasandit, dS on pinnaelement<br />

sellel tasandil.<br />

Analoogiliselt (2.3) ja (2.4)-ga annab jaotustiheduse integreerimine ühe argumendi järgi<br />

ühemõõtmelise jaotustiheduse teisele vektori komponendile:<br />

∞<br />

∫<br />

−∞<br />

∞<br />

∫<br />

−∞<br />

f ( x,<br />

y)<br />

dy = g(<br />

x)<br />

f ( x,<br />

y)<br />

dx = h(<br />

y)<br />

29<br />

R<br />

, (3.3)<br />

, (3.4)<br />

g (x on juhusliku suuruse X jaotustihedus ja h (y)<br />

on juhusliku suuruse Y<br />

kus )<br />

jaotustihedus.<br />

Kahte pidevat juhuslikku suurust (juhusliku vektori komponente) nimetatakse sõltumatuteks<br />

(nad on sõltumatud juhuslikud suurused), kui nende jaotusfunktsioon esitub ühemõõtmeliste<br />

jaotuste korrutisena:<br />

f ( x,<br />

y)<br />

= g(<br />

x)<br />

h(<br />

y)<br />

. (3.5)

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!