离散累积分布函数(CDF)计算区间概率的方法疑问:视频与讲义公式冲突,求判断正误
嘿,我来帮你把这个问题掰扯清楚!首先得抓住核心:你和视频谁对谁错,关键看X是离散型还是连续型随机变量。
从你给出的X取值(1、2、3、4、5)和对应的F(x)来看,F(x)是跳跃式增长的,这说明X是离散型随机变量,得用离散型CDF的规则来算区间概率。
先回忆下CDF的定义:F(x) = P(X ≤ x)。那我们拆解P(a ≤ X ≤ b)这个概率:它等于“X≤b的概率”减去“X < a的概率”,也就是P(X ≤ b) - P(X < a)。
对于离散型随机变量,P(X < a) = P(X ≤ a-1) = F(a-1);而F(a) = P(X ≤ a) = F(a-1) + P(X=a),所以P(X < a) = F(a) - P(X=a)。把这个代入进去,就得到:
P(a ≤ X ≤ b) = F(b) - (F(a) - P(X=a)) = F(b) - F(a) + P(X=a)
这正好就是你讲义里的公式!
回到你的例子:要算P(2 ≤ X ≤ 4),按这个公式算的话,F(4)=0.9,F(2)=0.32,P(X=2)=F(2)-F(1)=0.32-0.2=0.12,结果就是0.9 - 0.32 + 0.12 = 0.7(这和直接把X=2、3、4的概率加起来的结果一致:0.12+0.35+0.23=0.7)。
而视频里直接用F(4)-F(2)=0.58,这其实算的是P(2 < X ≤4),也就是X=3和X=4的概率和,和你要的P(2≤X≤4)不是一回事。视频的错误在于,它把离散型随机变量当成了连续型来处理——连续型里单个点的概率是0,所以P(a≤X≤b)=P(a<X≤b)=F(b)-F(a),但离散型不行,单个点有实实在在的概率,必须把X=a的部分加回去。
另外你提到的CDF右连续性,离散型随机变量确实满足右连续,但这和区间概率计算的关联是:P(X < a)等于X趋近于a左侧的F(x)极限,也就是F(a-1),这和我们推导的公式是一致的。
总结一下:你的讲义公式是对的,视频的说法只适用于连续型随机变量,放在这个离散型的例子里是错误的。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者alena2000

