基础数学:通俗解释,啥叫随机变量?
一、什么是母體、什么是抽樣
????????
1.1 關(guān)于母體
????????在統(tǒng)計(jì)學(xué)中,樣本的總體就是母體。這里不要把母體簡(jiǎn)單理解成一個(gè)集合,要理解成“全體樣本集合+它們的分布”就全了。也就是“所謂母體,就是能源源不斷產(chǎn)生抽樣的源泉”。
????????這里舉個(gè)例子:
?將一個(gè)骰子涂成{1,1,2,2,3,4},那么他的樣本是{1,2,3,4},而分布是:
| 事件 | 概率分布 |
| 1 | 1/3 |
| 2 | 1/3 |
| 3 | 1/6 |
| 4 | 1/6 |
這里樣本集合{1,2,3,4} 和分布{1/3,1/3,1/6,1/6},外加隨機(jī)器具,共同作用下構(gòu)成母體。
????????母體是啥樣的?以上所舉的骰子很具體,但是,大多數(shù)母體很難描述。只有少數(shù)母體能用分布函數(shù)表示,如高斯、平均分布等,而對(duì)于大多數(shù)的母體連參數(shù)都不知道,只能從抽樣中大致推斷。
1.2 抽樣
????????從母體中,隨機(jī)抽取N次的數(shù)據(jù)序列。原則上,從母體抽取出無窮次,得到的數(shù)據(jù)序列就是母體。然而這是不可能實(shí)現(xiàn)的。因此,每次樣本N元素,這樣重復(fù)M次,得到M組長(zhǎng)度為N的樣本組,這種方法是統(tǒng)計(jì)論常見的。
1.3? 母體和抽樣的關(guān)系?
????????將母體看成是個(gè)類似于大炮的函數(shù),每一個(gè)開炮就是抽樣一次結(jié)果。開N炮,發(fā)出N次抽樣導(dǎo)致一個(gè)時(shí)間序列,也稱為樣本集。通過對(duì)樣本集的分析,可以推斷到母體的參數(shù)。
二、隨機(jī)變量
????????隨機(jī)變量是個(gè)啥?首先說明,隨機(jī)變量不是一個(gè)變量,而是一個(gè)函數(shù)。對(duì)于一個(gè)骰子來說,它對(duì)應(yīng)的隨機(jī)變量就是一個(gè)正在旋轉(zhuǎn)的骰子。
? ? ? ? 一方面隨機(jī)變量類同于母體,另一方面表現(xiàn)出數(shù)量特性,就是與實(shí)數(shù)對(duì)應(yīng)。以一個(gè)骰子的點(diǎn)數(shù)與回報(bào)有關(guān),如圖:
????????隨機(jī)變量F(X)就是由下邊的概率空間帶動(dòng)下的一個(gè)函數(shù)。每次骰子擲出才能決定事件,進(jìn)而通過事件決定F的值。
這里假定:
- 骰子擲出“1”就是D1,此時(shí)F得1分;
- 骰子擲出“2”就是D2,此時(shí)F得0.5分;
- 骰子擲出“3”就是D3,此時(shí)F得0分;
- 骰子擲出“4”就是D4,此時(shí)F得-1分;
- 骰子擲出“5”就是D5,此時(shí)F得0分;
- 骰子擲出“6”就是D6,此時(shí)F得2分;
三、隨機(jī)變量特點(diǎn)
1)隨機(jī)變量總是關(guān)聯(lián)兩個(gè)東西:一個(gè)概率空間、一個(gè)以事件為變量的數(shù)值函數(shù)。
2)隨機(jī)變量F(X)帶有隨機(jī)性,那么F(X)總可以取期望。如上例,期望是:
? ? ? ? ? ??
四、總結(jié)
????????在隨機(jī)變量表述中有random variable或stochastic variable,兩者有不同,random variable傾向于隨機(jī)挑選,挑選完沒有后續(xù)。stochastic variable則與賭博相關(guān),因此stochastic variable不僅有隨機(jī)挑選的過程,還有獲利(或叫懲罰)的函數(shù)(此函數(shù)以事件做自變量),因此,這里作者認(rèn)為,隨機(jī)變量以stochastic variable為更好,其表達(dá)意義用圖來說明如下:
?
總結(jié)
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