每日三思(4月15日)

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问题一:用自已的话总结一下《概率论》第五章的主要内容

第五章主要介绍的是联合概率以及边际概率的概念。主要是围绕第三章介绍的概率质量函数(PMF)、累计分布函数(CDF)以及概率密度函数(PDF)进行展开。

联合概率是用来描述两个或多个随机事件随机事件同时发生的概率。而边际概率则是在忽略其他随机变量的影响下,描述单一随机变量发生的概率。

进一步对这六种函数进行解释:

  1. 联合概率质量函数(Joint PMF)

    描述两个或更多个离散型随机变量同时发生的概率,联合概率质量函数 P(X=1,Y=3)P(X = 1, Y = 3) 就是出现结果:XX为1且YY为3的概率,XXYY互不干扰。

  2. 边际概率质量函数(Marginal PMF)

    描述一个随机事件发生的概率,不考虑其他事件的影响。边际概率质量函数P(X=2)P(X=2)就是出现结果XX等于2的概率,其他事件对结果无关。

  3. 联合累计分布函数(Joint CDF)

    联合累积分布函数用来描述两个(或者更多)随机变量同时取值时,它们小于或等于某个值的概率。FX,Y(x,y)F_{X,Y}(x,y)就是出现结果:XX小于等于xx,YY小于等于yy的概率

FX,Y(x,y)=P(Xx 且 Yy)F_{X,Y}(x,y)=P(X≤x 且 Y≤y)

  1. 边际累计分布函数(Marginal CDF)

    边际累积分布函数是从联合累积分布函数中得到的,它描述了单个随机变量的累积概率。与Marginal PMF同理,只关心随机变量小于等于某个值的概率,概率与其他变量无关。

FX(x)=P(Xx)F_X(x)=P(X≤x)

  1. 联合概率密度函数(Joint PDF)

    描述两个或更多个连续型随机变量之间的概率分布的函数,原理与联合概率质量函数一致,但是两个独立变量都是连续随机的。通过积分将取值区域内的所有可能的XYX、Y的值累加。需要注意的是它的XYX、Y具有非负性,并且总概率为1。

  2. 边际概率密度函数(Marginal PDF)

    它是通过对Joint PDF的积分得到的,只描述单一的随机变量的概率密度。

    XX 的边际PDF fX(x)f_X(x) 就是通过对联合PDF fX,Y(x,y)f_{X,Y}(x, y)yy 上积分得到的:

fX(x)=fX,Y(x,y)dyf_{X}(x)=∫_{−∞}^{∞}f_{X,Y}(x,y)dy

联合概率就像社会中的合作关系,相互依赖,相互影响。而边际强调的则是独立的个体,不受外界干扰,亦或是从多种影响中单独抽出来某一个单一因素的影响。

问题二:用通俗易懂的话来描述C++中Vector和List的关系和区别

vector​ 和 list​ 都是标准模板库(STL)的一种容器。动态列表 vector​ 像一条长长的货架,每个位置都有编号,所以在取用时会非常方便。它还可以很快速的往货架最后面加东西,但是在货架中间加东西,货架的编码会乱掉,这时候原先的编码变得无意义,需要重新排序。

list​ 的结构像一条由很多小盒子组成的链条,每个小盒子里都有一个东西和指向前后盒子的指针。在插入或者删除东西时会很方便,只需要调整一下指针即可,但是在查询数据时,需要从头或者从尾来逐个访问。

因此,vector​ 更擅长快速拿东西,list​ 更擅长快速插入和删除。

问题三:总结一下概率论第四章的连续均匀分布和正态分布和Beta分布,以及它们分别对于现实的反映?

1. 连续均匀分布 (Continous Uniform Distribution)

它代表着在一个特定的区间内,所有可能结果出现的概率是相等的。即:在这个区间内,每个数值的出现都是等可能的。

和离散随机分布一样,同样是体现了均分、平等,但离散的变量是随机的数,而连续随机分布需要在一个区间内进行随机抽取,如[0,1]。

2. 正态分布 (Normal Distribution)

正态分布形如一个钟,左右对称,中间最高,两边逐渐变低。其中,均值 μ\mu 是整个分布的中心,通常是数据集中的“典型值”。标准差 σ\sigma 决定了分布的“宽度”。如果标准差很小,数据会很集中在均值附近;如果标准差很大,数据会比较分散。

在自然界中有很多东西符合正态分布,但我觉得这个在广金以及广金的学生中体现的尤为明显:中庸。

3. Beta分布

Beta 分布是一种连续概率分布,它常用于描述一个随机变量的分布,这个变量的值介于 0 和 1 之间。它有两个形状参数 α\alphaβ\beta,这些参数决定了分布的形态,控制着分布的“尖锐度”和“倾斜程度”。它的形状并不固定,依赖于α\alphaβ\beta

  • α=β=1\alpha =β=1​ 时,Beta 分布是均匀分布,表示在 [0, 1] 范围内每个值的可能性相等。
  • α>1\alpha > 1β>1\beta > 1 时,分布会集中在中间,形成一个钟形。
  • α<1\alpha < 1β<1\beta < 1 时,分布集中在 0 和 1 处,表示极端值的可能性较大。
  • αβ\alpha \neq \beta 时,分布会偏向较小值或较大值,依赖于哪个参数较大。

Beta 分布是描述不确定性的分布,我们无法了解摸个时间或者结果的真实概率,只能通过先验信息来尝试预测。同时,Beta分布的形状可以通过参数的变化而变化,这也就意味着我们能够通过不断地改变,从局部最优解一直到全局最优解。还有,Beta分布也说明了,当我们拥有的信息越来越多时,我们得到的分布概率也就会更加全面、靠谱。


每日三思(4月15日)
https://github.com/DukeZhu513/dukezhu513.github.io.git/post/think-twice-every-day-april-15-zhu2ed.html
作者
Duke Zhu
发布于
2025年4月15日
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