均匀分布的概率计算主要涉及概率密度函数(PDF)和分布函数(CDF),具体如下:
一、概率密度函数(PDF)
均匀分布的概率密度函数为: $$ f(x) = \begin{cases} \frac{1}{b-a} & \text{if } a \leq x \leq b \ 0 & \text{otherwise} \end{cases} $$
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参数 :$a$ 和 $b$ 分别为分布区间的下限和上限,$b > a$。
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特点 :在区间 $[a, b]$ 内概率密度恒定,区间外概率为0。
二、分布函数(CDF)
分布函数 $F(x)$ 表示随机变量 $X$ 小于等于 $x$ 的概率: $$ F(x) = \begin{cases} 0 & \text{if } x < a \ \frac{x-a}{b-a} & \text{if } a \leq x \leq b \ 1 & \text{if } x > b \end{cases} $$
- 计算方法 :对PDF积分,例如 $P(a \leq X \leq d) = \int_a^d \frac{1}{b-a} dx = \frac{d-a}{b-a}$。
三、关键性质
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等概率性 :在区间 $[a, b]$ 内任意等长度子区间的概率相同,与子区间位置无关。
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单点概率为0 :连续型随机变量在单点上的概率为0,即 $P(X = x) = 0$。
四、应用示例
若 $X \sim U[2, 4]$,则:
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PDF为 $f(x) = \frac{1}{2}$(当 $2 \leq x \leq 4$);
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$P(3 \leq X \leq 5) = \frac{5-3}{4-2} = 1$(因为5超出上限)。
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