精算概率论

概率质量函数与概率密度函数

/ PMF, PDF /

一旦你有了随机变量,就需要一种方式来说明概率是如何分布在它各个可能取值上的。对于离散变量,这就是概率质量函数(PMF):它直接给出每一个取值的概率,例如“P(X = 0) = 0.9,P(X = 1) = 0.09,…”。对于连续变量,则是概率密度函数(PDF),一条平滑曲线,其高度显示取值聚集在何处,而提供概率的是面积——不是高度。

概率质量函数常写作 p(x) 或 f(x),它为每个取值给出一个诚实的概率,所有这些概率相加为 1。概率密度函数写作 f(x),则更微妙:它在某一点的取值不是概率,而是密度(每单位 x 的概率)。要得到真正的概率,你要取曲线在两点之间所围的面积,而整条曲线下方的总面积为 1。密度在某些地方可以超过 1——这没关系,因为它是一个速率,而非概率;只有它累积出的面积上限才被锁定为 1。曲线在何处高耸,取值就更可能落在附近。

这两个函数是精算师所用每一种分布的工作描述。钟形的正态分布密度、对数正态严重度密度长长的右尾、泊松理赔次数尖刺状的质量函数——每一个都是风险集中在何处的画像。读懂密度曲线的形状,你一眼就能看出损失是紧密聚集还是容易出现罕见的巨灾,而这恰恰是定价与资本决策所仰仗的信息。

均值为 0.1 的泊松概率质量函数给出 P(0 次理赔) = 0.905,P(1 次) = 0.090,P(2 次) = 0.0045。理赔金额的对数正态密度是一个带长右尾的平滑隆起;理赔落在 1000 元到 2000 元之间的概率就是那一段的面积。

概率质量函数逐一列出概率;概率密度函数则以曲线下的面积给出概率。

密度值不是概率,而且可以大于 1;只有概率密度函数下方的面积才是概率,也只有那块面积的上限是 1。

又称
PMFPDFprobability mass functionprobability density function概率质量函数概率密度函数