- •1. Случайный эксперимент. Пространство элементарных событий. Случайные события и операции над ними.
- •Свойства операций над событиями
- •2. Классическое определение вероятности. Урновая схема. Пример.
- •3. Геометрическое определение вероятности. Пример.
- •4. Аксиоматическое определение вероятности. Вероятностное пространство. Свойства вероятности.
- •5. Условная вероятность и ее свойства. Правило и теорема умножения вероятностей.
- •6. Независимость событий. Свойства независимых событий. Независимость в совокупности.
- •7. Формулы полной вероятности и Байеса. Пример.
- •8. Схема независимых испытаний Бернулли. Наивероятнейшее число успехов.
- •9. Понятие случайной величины (св). Функция распределения св и ее свойства.
- •10. Дискретные св. Закон распределения дискретной св.
- •11. Важнейшие дискретные св.
- •12. Непрерывные св. Плотность вероятностей и ее свойства.
- •13. Важнейшие непрерывные св.
- •14. Математическое ожидание (мо) дискретных и непрерывных св.
- •15. Основная теорема о мо. Свойства мо.
- •16. Моменты высших порядков. Дисперсия и среднеквадратическое отклонение. Свойства дисперсии.
- •17. Числовые характеристики важнейших св.
- •18. Случайные векторы. Функция распределения случайного вектора и ее свойства.
- •19. Дискретные случайные векторы. Закон распределения дискретного случайного вектора.
- •20. Непрерывные случайные векторы. Плотность вероятностей случайного вектора и ее свойства.
- •21.Равномерное распределение в области на плоскости. Равномерные распределения в прямоугольнике и в круге.
- •22. Независимость случайных величин. Условия независимости. Независимость в совокупности.
- •23.Условные законы распределения. Условная плотность вероятностей и ее свойства. Условные числовые характеристики.
- •24.Числовые характеристики случайных векторов. Корреляционная матрица и ее свойства. Понятие о моментах случайных векторов.
- •25. Теоремы о числовых характеристиках.
- •26. Некоррелированные св. Связь между некоррелированностью и независимостью. Пример.
- •27. Коэффициент корреляции, его свойства и вероятностный смысл.
- •28. Многомерное нормальное распределение и его свойства.
- •29. Функции от св и их законы распределения. Функции случайных аргументов
- •Функции от случайных величин
- •Функции от случайных векторов
- •30. Закон распределения суммы св. Композиция (свертка) законов распределения. Пример.
- •31. Неравенство Чебышева. Виды сходимости последовательностей св и связь между ними.
- •Неравенство Чебышева
- •Виды сходимости последовательностей случайных величин и связь между ними
- •32. Закон больших чисел (збч) для последовательностей св. Теоремы Маркова и Чебышева.
- •33. Збч для последовательностей независимых одинаково распределенных св. Задача об измерениях. Теорема Бернулли и ее применение.
- •34. Характеристическая функция св и ее свойства.
- •Свойства характеристических функций
- •35.Характеристические функции важнейших св. Устойчивость нормального закона распределения.
- •Характеристические функции случайных векторов
- •36. Сходимость распределений (слабая сходимость) и ее связь со сходимостью по вероятности. Теорема непрерывности.
- •37.Центральная предельная теорема (цпт) для независимых одинаково распределенных св. Интегральная теорема Муавра-Лапласа.
- •38.Цпт для независимых разнораспределенных св: теоремы Линдеберга и Ляпунова. Смысл условия Линдеберга. Асимптотическая нормальность.
- •39. Теорема Хинчина. Понятие об усиленном збч.
- •40. Статистическая модель. Генеральная совокупность (гс), выборка, объем выборки. Простейшие способы представления статистических данных.
- •41. Эмпирическая функция распределения и ее свойства.
- •42. Гистограмма и полигон частот.
- •43.Выборочные (эмпирические) числовые характеристики. Выборочное среднее и выборочная дисперсия.
- •44.Точечные оценки неизвестных параметров распределений. Требования, предъявляемые к точечным оценкам.
- •Точечные оценки. Методы нахождения точечных оценок.
- •45. Свойства выборочного среднего и выборочной дисперсии как точечных оценок мо и дисперсии соответственно.
- •46. Метод моментов получения точечных оценок. Свойства оценок, найденных по методу моментов. Пример. Метод моментов.
- •47. Метод максимального правдоподобия. Свойства оценок максимального правдоподобия. Пример.
- •48. Интервальные оценки неизвестных параметров распределений. Доверительные интервалы (ди) для мо нормально распределенной гс (при известной и неизвестной дисперсии).
- •49. Ди для дисперсии нормально распределенной гс (при известном и неизвестном мо).
- •50. Асимптотические ди для мо и дисперсии произвольно распределенной гс.
- •51. Статистические гипотезы. Критерии согласия и их характеристики.
- •52. Критерий хи-квадрат Пирсона для проверки простой гипотезы о виде распределения.
- •53. Критерий хи-квадрат Пирсона для проверки сложной гипотезы о виде распределения.
18. Случайные векторы. Функция распределения случайного вектора и ее свойства.
Часто в вероятностных моделях случайных явлений приходится рассматривать сразу несколько случайных величин, причем изучение каждой случайной величины отдельно от других приводит к недопустимому упрощению модели явления. Математической моделью таких случайных явлений является понятие случайного вектора.
Определение.
Совокупность случайных величин
,
определенных на одном и том же вероятностном
пространстве
,
значения которых совместно описывают
результат некоторого случайного
эксперимента, называется
-мернымслучайным
вектором
(многомерной случайной величиной или
системой случайных величин) и обозначается
.
При этом сами случайные величины
,
называюткоординатами
(компонентами, составляющими) случайного
вектора
.
Как
и в одномерном случае, исчерпывающей
вероятностной характеристикой случайного
вектора является его функция распределения.
Рассмотрим вначале случай двумерного
случайного вектора
,
как наиболее часто встречающийся в
практических приложениях, а потом
полученные результаты обобщим на случай
многомерный.
Двумерный
случайный вектор обычно обозначают
(без введения индексов).
Определение.
Функцией
распределения случайного вектора
называется функция
двух действительных переменных
и
,
определяемая при каждом
равенством:
.
(3.1)
Функцию
распределения
случайного вектора
называют также двумерной функцией
распределения или совместной функцией
распределения случайных величин
и
.
Геометрически
функция распределения
представляет собой вероятность попадания
случайной точки
в квадрант с вершиной в точке
.

Из
определения (3.1) следует, что функция
распределения
случайного вектора
определена
на всей плоскости
.
Действительно,
множество
при любом
по определению случайной величины
.
Множество
при любом
по определению случайной величины
.
Поэтому произведение этих множеств
при любых
по определению
-алгебры
.
Свойства двумерной функции распределения
2F0).
для любых
.
(Свойство
очевидно, так как функция распределения
- вероятность).
2F1).
Функция распределения
является функцией неубывающей по каждому
из своих аргументов.
▲ Когда один из аргументов
или
фиксирован, доказательство свойства
2F1) полностью аналогично
доказательству свойстваF1)
в одномерном случае ■.
2F2).
;
,
.
где
и
- одномерные функции распределения
случайных величин
и
соответственно.
▲ В соответствии со свойствами вероятности
;
;
;
;
;
В силу аксиомы нормированности Р2)

Строгое доказательство свойства 2F2), как и в одномерном случае, основано на использовании аксиомы непрерывности Р4) ■.
Замечание.
Смысл равенств
,
состоит в том, что по функции распределения
двумерного случайного вектора
всегда
можно найти одномерные (маргинальные)
функции распределения его координат
и
.
Обратное без дополнительной информации
неверно.
2F3).
Функция распределения
является функцией непрерывной слева
по каждому из своих аргументов.
▲ Когда один из аргументов
или
фиксирован, доказательство свойства
2F3) полностью аналогично
доказательству свойстваF3)
в одномерном случае ■.
2F4).
Вероятность попадания случайного
вектора
в прямоугольник
со сторонами, параллельными осям
координат, определяется по формуле:


▲ Обозначим
;
;
;
.
Очевидно, что
.
При этом события
и
являются несовместными, а
.
Поэтому по теореме сложения вероятностей
получаем:
.
Осталось учесть, что
,
,
,
■.
Замечание. Как отмечалось ранее, свойстваF1),F2) иF3) полностью описывают класс одномерных функций распределения. В двумерном случае это уже не так. Наряду с выполнением свойств 2F1), 2F2) и 2F3) для этого необходимо еще выполнение свойства 2F4) (подробности см. в учебнике Боровкова А.А. «Теория вероятностей»).
Замечание. Аналогично одномерному
случаю вводится понятиеборелевской
-алгебры
на плоскости
как минимальной
-алгебры,
содержащей все прямоугольники вида
со сторонами параллельными осям
координат. Тогда свойство 2F4)
совместно с теоремой о продолжении меры
позволяет считать, что двумерная функция
распределения
полностью определяет вероятность
попадания случайного вектора
в любое борелевское множество
(хотя явного аналитического для
через функцию распределения
при этом может и не быть).
Аналогичными являются определение и свойства многомерной функции распределения.
Определение.
Функция

действительных переменных, определяемая
для любого
равенством
,
называется
функцией
распределения
случайного вектора
или многомерной (
-мерной)
функцией распределения или совместной
функцией распределения случайных
величин
.
Свойства многомерной функции распределения
nF0).
для любых
.
nF1).
является неубывающей функцией по каждому
из своих аргументов.
nF2).
,
если хотя бы один из аргументов
;
по
функции распределения
случайного вектора
можно найти функцию распределения любой
совокупности
из
его координат, для этого следует у
функции распределения
положить аргументы
для
(свойство согласованности);
.
nF3).
является непрерывной слева функцией
по каждому из своих аргументов.
Многомерный аналог свойства 2F4) двумерной функции распределения приводить не будем из-за необходимости введения разностных операторов и его громоздкой записи (подробности см. учебник Ширяева А.Н. «Вероятность»).
В приложениях, как правило, имеют дело со случайными векторами двух типов: дискретными и непрерывными. В каждом из этих случаев существуют более удобные, чем функция распределения, способы вероятностной характеристики случайных векторов.
