Закони розподілу випадкових величин

При обробці великих об’ємів статистичних даних важливим є питання встановлення законів розподілу тих чи інших випадкових величин. Математичний вираз, що пов’язує можливі значення випадкової величини та ймовірність їх появи, називають закономрозподілу випадкових величин.

Розподіл дискретних випадкових величин характеризують ймовірністю їх появи. Якщо при проведенні дослідів із них в величина х прийняла значення то ймовірністю появи значення називається величина . Очевидно, що , де -число можливих значень випадкової величини . Звідси випливає умова нормування:

,

зміст якої в тому, що ймовірність появи любого значення рівна одиниці.

Таким чином, найбільш простою формою задання закону розподілу дискретної величини є задання можливих величин ймовірності кожного із отриманих значень , , . Тобто розподіл дискретної випадкової величини повністю визначається за допомогою наступної таблиці:

Значення вимірюваної величини, х
Ймовірність її появи, Р

У випадку неперервних випадкових величин ймовірність виявити серед кінцевого набору числових значень якесь наперед задане число практично рівна нулю. Тоді більш змістовним буде питання: скільки вимірюваних значень лежить в певному інтервалі від до ; яка ймовірність того що випадкова величина прийме значення, менше наперед заданого значення ; яка ймовірність того що випадкова величина знаходиться в інтервалі від до .

Ймовірність того, що випадкова величина прийме значення, менше наперед заданого значення є деякою функцією :

.

Ця функція називається функцією розподілу ймовірності випадкової величини або інтегральною функцією розподілу.

Визначимо ймовірність події, яка полягає в тому, що значення вимірюваної величини попадає в інтервал . Припустимо, що проведено n вимірювань деякої випадкової величини : – однаковими методами. Можна очікувати, що число отриманих результатів, які лежать в деякому достатньо вузькому інтервалі від до , повинно бути пропорційне:

- величині даного інтервалу ;

- загальному числу вимірювань .

Таким чином, можна записати, що , де f (x) - функція, що характеризує розподіл значень випадкових величин по різних інтервалах. Ймовірність Р(x) того, що деяке значення лежить в інтервалі від до , визначається наступним чином

.

Функція f(х) називається функцією розподілу густини ймовірності випадкової величини. Із приведеної вище формули слідує, що

.

Як постулат теорії похибок приймається, що результати вимірювань і їх випадкові похибки при великій їх кількості описуються законом нормального розподілу.