在求独立的随机变量之和的分布时,可用矩母函数法。
1 矩母函数法
定理 已知X1,…,Xn为独立的随机变量,各种的矩母函数为M1,…,Mn,a1,…,an为常数,则Y=∑i=1naiXi的矩母函数为
MY(t)=E[exp(ti=1∑naiXi)]=i=1∏nMi(ait)
2 案例
2.1 Bernoulli分布
X1,…,Xn为来自Bernoulli(p)分布的随机样本,则Xi的矩母函数为
M(t)=1−p+pet
那么Y=∑i=1nXi的矩母函数为
MY(t)=(1−p+et)n
这正是Binomial(n,p)分布的矩母函数。
2.2 正态分布
若Xi∼N(μi,σi2),i=1,…,n,且相互独立,正态分布的矩母函数为
MX(t)=exp(tμ+21t2σ2)
那么Y=∑i=1naiXi的矩母函数为
MY(t)==i=1∏nexp(aiμit+21ai2σi2t2)exp(ti=1∑naiμi+2t2i=1∑nai2σi2)
因此Y∼N(i=1∑naiμi,i=1∑nai2σi2)。