卡方分布一、 卡方分布的定义:若 n 个相互独立的随机变量ξ 1,ξ 2,⋯, ξ n ,均服从标准正态分布(也称独立同分布于标准正态分布),则这n 个服从标准正态分布的随机变量的平方和∑ξ i ∧2 构成一新的随机变量,其分布规律称为χ 2(n) 分布( chi-square distribution),其中参数 n 称为自由度
二、 卡方分布的性质 :: (1) (可加性 ) 设iY ~且相互独立,则,,,1,,2kiiin这里
,iinn(2),)(2,nEn
42)(2,nV a rn证明(1)根据定义易得
(2)设则依定义,,~2,nY可表示为Y其中且相互独立,于是),1,(~,1,,1),1,0(~NXniNXni因为代入( 1),第一条结论可得证
直接计算可得于是代入(2)便证明了第二条结论
三、卡方分布的概率密度函数:其中 Dx 为 n 维 x 空间内由不等式zxxn221所定的区域
即, Dz 为 n 维 x 空间内以坐标原点为球心、z 为半径的球面所围成的区域(边界不在内)可以利用极坐标来计算这积分
令与这变换相应的函数行列式为:其中括号和都表示1,,1n 的函数
当z>0 时,C是常数
为了定出C, 在上述等式的两端令,r得到从而,在分母内的积分中令221 r,即,用212r作代换,那么,这个积分等于222212212012122121021-nnddnnnnn因此,222122nCnn从而,当z>0 时,即,2 的密度函数为称这个密度函数所定的分布为自由度为n 的2 分布,记作2)(n
它的图像如下:图(一)2 分布密度函数图四、卡方分布的累积分布函数为:22,2kxkxFk,其中 γ (k,z) 为不完全 Gamma函数
其图像如下:图(二)2 分布的分布函数图五、 卡方分布的特征函数及其推导:特征函数:ψ (t)() = f(x)dx =d