Плотность распределения вероятностей непрерывной двумерной случайной величины
Определение 1. Двумерная случайная величина
называется непрерывной, если её функция распределения
– непрерывная функция, дифференцируемая по каждому из аргументов в
, и всюду (за исключением, может быть, конечного числа кривых) имеет вторую смешанную производную
.
Следствие.
.
Доказательство следует из формулы (21.1) при
и
с учётом непрерывности функции распределения
.
Замечание 1. Согласно формуле (21.1) вероятность попадания случайной точки
в прямоугольник со сторонами
и
будет равна:
.
Средняя плотность вероятности в данном прямоугольнике будет равна:
.
Переходя к пределу при
и
, получим

Определение 2. Плотностью вероятности (плотностью распределения или совместной плотностью) непрерывной двумерной случайной величины
называется вторая смешанная частная производная её функции распределения:
.
Замечание 2. Геометрически плотность вероятности двумерной случайной величины
представляет собой поверхность распределения в пространстве
.
Замечание 3. Согласно замечанию 1, функцию
можно рассматривать как предел отношения вероятности попадания случайной точки
в прямоугольник со сторонами
и
к площади этого прямоугольника, когда обе стороны прямоугольника стремятся к нулю:
. (22.1)