
1 离散情形
设 𝑋 的分布律为
𝑃(𝑋 = 𝑥
𝑖
) = 𝑝
𝑖
令 𝑌 = 𝑔(𝑋), 则
𝑃(𝑌 = 𝑦
𝑗
) = 𝑃(𝑔(𝑋) = 𝑦
𝑗
) =
𝑥
𝑖
:𝑔(𝑥
𝑖
)=𝑦
𝑗
𝑃(𝑋 = 𝑥
𝑗
) =
𝑥
𝑖
:𝑔(𝑥
𝑖
)=𝑦
𝑗
𝑝
𝑗
对于取值为非负整值的离散随机变量 𝑋, 𝑌
𝑃(𝑋 +𝑌 = 𝑛) =
𝑃(𝑋 = 𝑘, 𝑌 = 𝑛 − 𝑘)
若有 𝑋, 𝑌 独立, 则
𝑃(𝑋 +𝑌 = 𝑛) =
𝑘
𝑃(𝑋 = 𝑘)𝑃(𝑌 = 𝑛 − 𝑘)
称为离散卷积公式
对于 𝑋 ∼ 𝐵(𝑛, 𝑝), 𝑌 ∼ 𝐵(𝑚, 𝑝), 计算得到
𝑋 +𝑌 ∼ 𝐵(𝑛 + 𝑚, 𝑝)
对于 𝑋 ∼ 𝑃
𝑜𝑖
(𝜆), 𝑌 ∼ 𝑃
𝑜𝑖
(𝜇), 计算得到
𝑋 +𝑌 ∼ 𝑃
𝑜𝑖
(𝜆 + 𝜇)
2 连续情形
设 𝑋 有密度函数 𝑓 (𝑥),𝑦 = 𝑦(𝑥) 在 𝑥 ∈ (𝑎, 𝑏) 严格单调且连续, 则存在唯一反函数 𝑥 = ℎ(𝑦)
从分布函数入手
𝐹
𝑌
(𝑦) = 𝑃(𝑔(𝑥) ≤ 𝑦)
若有 𝑔 单调增, 则
𝐹
𝑌
(𝑦) = 𝑃(𝑔(𝑥) ≤ 𝑦) = 𝑃(𝑋 ≤ ℎ(𝑦)) =
ℎ(𝑦)
−∞
𝑓 (𝑥)𝑑𝑥
再求导得到
𝑓
𝑌
(𝑦) = 𝑓 (ℎ(𝑦))ℎ
′
(𝑦)
结合 𝑔 单调减情形, 就得到
𝑓
𝑌
(𝑦) = 𝑓 (ℎ(𝑦))
|
ℎ
′
(𝑦)
|
若 𝑔 不是单调函数, 则将 𝑔 分为 𝑘 个单调区间, 那么
𝑓
𝑌
(𝑦) =
𝑘
𝑓 (ℎ(𝑦))
|
ℎ
′
(𝑦)
|
注意每个区域上的反函数不同