Щільність розподілу ймовірностей, її властивості та зв’язок з функцією розподілу
Неперервні випадкові величини характеризуються не тільки інтегральною, але і диференціальною функцією (щільністю розподілу).
Щільністю розподілу ймовірностей неперервної випадкової величини називають функцією , яка є першою похідною від функції розподілу : .
Неважко довести таку теорему.
Теорема. Ймовірність того, що неперервна випадкова величина прийме значення, що належить інтервалу , дорівнює визначеному інтервалу від щільності розподілу, взятому в межах від до :
.
Дійсно, оскільки , а ; то .
Знаючи функцію , легко знайти :
.
Це дійсно так, оскільки .
Приклад 2. Знаючи щільність розподілу , знайти функцію розподілу :
Розв’язування.Розглянемо такі випадки:
а) . При цьому ;
б) .Тоді ;
в) . Маємо: .
Відзначимо такі властивості щільності розподілу
1) Щільність розподілу – невід’ємна функція: . Це дійсно так, оскільки – монотонна неспадна функція, а – її похідна . Графік щільності розподілу називають кривою розподілу.
2) Невласний інтеграл від щільності розподілу в межах від до дорівнює одиниці: .
Дійсно, подія, яка полягає в тому, що прийме значення в інтервалі , є достовірною: .
Зауважимо, що сам термін “щільність розподілу” було введено по аналогії з щільністю маси в точці. Дійсно, оскільки , то . Отже, ймовірність того, що прийме значення, яке належить інтервалу , наближено дорівнює добуткові щільності ймовірності в даній точці на довжину інтервалу .