隨機變數與其分布
隨機變數的律(law / distribution)
當你建構一個隨機變數 X 時,你從一個底層試驗出發,這個試驗已經有一套把機率指派給其結果的方式。接著變數 X 把那份機率推到數線上:X 落在數字集合 A 裡的機會,就只是原始試驗產生了一個被 X 送進 A 的結果的機會。這個結果,這份直接指派給實數集合的機率,稱為 X 的律(也就是它的分布)。它是 X 的機率指紋,剝離了產生它的試驗。
非正式地說,把它想成透過函數 X 來轉移機率。要求律在數字集合 A 上的值,你收集試驗可能給出、其 X 值落在 A 中的每個結果,再把它們的機率加總:X 的律在 A 上等於 P(X 在 A 中) 等於「被 X 映入 A 的那些結果」的集合的機率。這正是兩顆骰子的 P(X = 8) 為「所有總和為 8 的數對」的機率背後的想法。律完全活在實數線上,不再提及原始的樣本空間。
為什麼要替這件事命名?因為它精確化了我們說「兩個變數有相同分布」時的意思:它們的律一致,作為對實數線子集的機率指派,即使它們的試驗不同。cdf、pmf 與 pdf 都只是記錄同一個律的方便方式。用更進階的語言來說,律是底層機率測度被函數 X 的推前(pushforward,在實數上的誘導測度);你不需要測度論就能使用它,但它在形式上就是這個。
擲兩顆骰子,X = 總和。原始樣本空間是 36 個等可能的數對。X 的律活在 {2, ..., 12} 上:它把集合 {7} 送到 6/36(六個總和為 7 的數對)、{2, 12} 送到 2/36,依此類推。36 個結果的試驗被推到十一個數字上。
X 的律是機率透過函數 X 從樣本空間被推到實數線上。
律遺忘了試驗。它只記錄實數線上各值集合的機率,所以來自無關試驗的兩個變數可以有相同的律。pmf、pdf 與 cdf 是同一個律的三種記號。
又称
另见