举例说明什么是随机变量:如何理解其定义
在随机试验中有很多试验结果本身就是用数量表示,例如,
(1)抛掷一枚均匀的骰子,出现的点数 X 的取值;
(2)每年每辆参保的车辆会发生理赔的次数 N ,每次理赔的金额 Y ,这里 N 和Y 的取值;
(3)测量的随机误差 ε 的取值。
在随机试验中还有很多试验结果本身不是用数量表示,这时可以根据需要设置变量,例如,
(1)抛掷一枚均匀的硬币,观察其朝上的面,则样本空间 Ω ={正面朝上,反面朝上}.这时,可按如下方式设置一个变量 X :
在这里, X 的取值对应如下随机事件:
{ X =1}={正面朝上},{ X =0}={反面朝上} 。
(2)抛掷三枚均匀的硬币,观察其朝上的面,则样本空间 Ω ={ HHH , HHT, HTH , THH , HTT , THT , TTH , TTT },其中 H 表示正面朝上, T 表示反面朝上.这时,若一个变量 X 表示“三次抛掷中反面朝上的次数”,则 X 的取值与样本点之间有如下的对应关系:
在这里, X 的取值对应如下随机事件:
{ X =0}={反面朝上0次}={ HHH },{ X =1}={反面朝上1次}={ HHT , HTH , THH},{ X =2}={反面朝上2次}={ HTT , THT , TTH },{ X =3}={反面朝上3次}={ TTT}。
下面,我们给出随机变量的一般定义。
定义1 在随机试验 E 中, Ω 是相应的样本空间,如果对 Ω 中的每一个样本点 ω,有唯一一个实数 X ( ω )与它对应,那么就把这个定义域为 Ω 的单值实值函数X=X ( ω )称为 (一维)随机变量 。
随机变量一般用大写字母 X , Y 等来表示,随机变量的取值一般用小写字母 x ,y 等来表示.如果一个随机变量仅可能取有限或可列个值,则称其为离散型随机变量.如果一个随机变量的取值充满了数轴上的一个区间(或某几个区间的并),则称其为非离散型随机变量.连续型随机变量就是非离散型随机变量中最常见的一类随机变量。
随机变量的定义可直观解释为:随机变量 X 是样本点的函数,这个函数的自变量是样本点,可以是数,也可以不是数,定义域是样本空间,而因变量必须是实数.这个函数可以让不同的样本点对应不同的实数,也可以让多个样本点对应于一个实数。
随机变量的引入是概率论发展走向成熟的一个标志,它弥补了随机试验下的随机事件种类繁多、不易一一总结它们发生的可能性大小的规律的缺陷,因为如果知道随机变量的分布,随机试验下任一随机事件的概率也随之可以得到;另外引入随机变量后,可以使用数学中的微积分工具讨论随机变量的分布。