隨機變數與其分布

混合分布(a mixed distribution)

並非每個隨機變數都是乾淨的離散或乾淨的連續。混合分布兩者兼有:一部分機率以塊狀堆在特定的值上,其餘則平滑地散布在某個範圍上。想像每月降雨量:恰好零降雨有實在的機會(一塊坐落在 0 上),但若真的下雨,雨量是連續量(平滑地散布在正數上)。純 pmf 或純 pdf 都無法描述這個;你需要同時用上兩者。

看清混合分布的乾淨方式是透過它的 cdf,因為 cdf 對任何隨機變數都適用。混合的 cdf 既會跳躍(在每個塊狀的值處,跳躍高度就是 P(X = 那個值)),又會平滑攀升(在連續部分,斜率等於某個密度)。要計算機率,你分別處理這兩部分再相加:把你的集合內任何塊狀值的質量加總,並對你集合的連續部分把密度積分。兩項貢獻合起來就是答案。

凡是過程可能被設限、被截斷,或在邊界處有原子的地方,混合分布都很常見:保險理賠以正機率為零、但為正時連續;感測器讀取真實的連續值、但在上限處鉗位(截斷),於是在那個天花板上放一塊;無人排隊時等候時間為零、否則連續。誠實的提醒:忘記那一塊是常見的錯誤。如果你把這種變數當作純連續處理,你會對「恰好 0 降雨」這種其實常常發生的值指派零機率。

令 X 是被鉗在 1 的真實值:若 U < 1 則 X = U,若 U >= 1 則 X = 1,其中 U 在 [0, 2] 上均勻。那麼 X 在 [0, 1) 上有平滑密度 1/2,再加上一塊 P(X = 1) = P(U >= 1) = 1/2 恰好坐落在值 1 上。

混合分布有塊狀部分(某些點上 P(X = x) 為正)加上平滑的連續部分。

混合變數無法僅用 pmf 或 pdf 來概括;cdf 才是安全而通用的描述。把被鉗位或設限的測量當作純連續處理,會在無聲中丟掉邊界上的那一塊。

又称
mixed distributionmixed random variable混合分布混合型隨機變數