正在阅读《第17讲 “贝塔分布”的性质由两个数字决定》
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17-2中已经解说过,α=1、β=1时的贝塔分布,也就是是[0,1]-赌盘模型(均匀分布的一种)。反过来可以说,[0,1]-赌盘模型是贝塔分布的一种,如图表17-1所示。

图表17-1 α=1,β=1的贝塔分布的概率分布图

17-4 α=2,β=1的例子

17-2中已经作了说明,α=2、β=1时的贝塔分布为一次函数,即:

y=(常数)x (0≤x≤1) …(3)

如图表17-2所示,函数的图像是一条穿过原点并向右上方延伸的线段。在概率分布图中,由于概率通过面积体现,所有事件的概率p(0≤x≤1)与三角形OAB的面积相一致。那么,基于标准化条件来考虑,该面积必须为1。而三角形的面积=(底边)×(高)÷2,那么,底边为1,则高为2。也就是说,x=1时,y=2。因此,在(3)式中(常数)=2。

换言之,α=2,β=1的贝塔分布为:

y=2x (0≤x≤1) …(6)

图表17-2 α=2,β=1时贝塔分布的概率分布图

下面通过一个例子,来帮助大家理解贝塔分布中的概率变化情况。例如,求事件{0.5≤x<0.7}的概率p(0.5≤x<0.7)。观察图表17-3,在概率分布图中,事件的概率通过面积来表示的,而概率p(0.5≤x<0.7)是则为图中涂有颜色部分的梯形的面积。梯形的上底长为x=0.5时的y,则y=2×0.5=1。梯形的下底长为x=0.7时的y,则y=2×0.7=1.4。之前已经讲过,这个并非概率,而是一个被称为概率密度的量。此外,梯形的高度为0.7-0.5=0.2。因此可以求出梯形的面积为:(1+1.4)×0.2÷2=0.24。也就是说,我们可以求出事件{0.5≤x<0.7}的概率为:

p(0.5≤x<0.7)=0.24

图表17-3 贝塔分布y=2x时的概率

17-5 α=1,β=2的例子

如17-2中所述,α=1、β=2时的贝塔分布为以下一次函数:

y=(常数)(1-x)(0≤x≤1) …(4)

如图表17-4所示,函数的图像是一条穿过A(0,2),并向右下方延伸的线段。在概率分布图中,由于概率通过面积来表示,故所有事件的概率p(0≤x≤1)是与三角形OAB的面积相一致的。基于标准化条件来考虑,该面积必须为1。由于底边为1,故高为2。也就是说,当x=0时,y=2。因此,在(4)式中(常数)=2。换言之,α=1,β=2的贝塔分布为:

y=2(1-x)(0≤x≤1) …(7)

图表17-4 α=1,β=2的贝塔分布的概率分布图

17-6 α=2,β=2的例子

17-2中已经讲过,当α=2、β=2时,贝塔分布为以下二次函数:

y=(常数)×x(1-x)(0≤x≤1) …(5)

如图表17-5所示,图像为抛物线(二次函数图像)的一部分。在概率分布图中,由于概率通过面积来表示,故所有事件的概率p(0≤x≤1)与抛物线和x轴围成的图形面积是一致的。基于标准化条件来考虑,由于该面积必须为1,那么用积分方法来计算面积,决定了在(5)式中(常数)=6。换言之,α=2、β=2的贝塔分布为

y=6x(1-x)(0≤x≤1) …(8)

在该概率分布中,若要计算出事件{0.5≤x<0.7}的概率p(0.5≤x<0.7),只需计算出图中涂有颜色部分的面积即可。但由于它是一个曲线图形,因此必须使用积分运算,用数学公式来表达,即为:

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