phải|nhỏ|Đồ thị của hàm khối xác suất. Mọi giá trị của hàm phải không âm và có tổng bằng 1.

Trong lý thuyết xác suất, hàm khối xác suất (probability mass function, viết tắt PMF) là một hàm số liên hệ với một biến ngẫu nhiên rời rạc. Hàm này cho ta biết xác suất để một biến ngẫu nhiên rời rạc $X$ bằng với một giá trị $x$ nào đó trong miền giá trị của nó.

Mô tả toán học

phải|nhỏ|Hàm khối xác suất của một con súc sắc chuẩn. Mọi mặt của con súc sắc đều có cơ hội xuất hiện ngang nhau khi ta thả con súc sắc. phải|Hàm khối xác suất của [[phân phối nhị thức với các tham số khác nhau. Đường thẳng nối các chấm nhằm mục đích minh họa.]]

Giả sử $X:\; \backslash Omega\backslash to\; D$ là một biến ngẫu nhiên rời rạc, tương ứng với mỗi $\backslash omega\backslash in\; \backslash Omega$ với một giá trị $X(\backslash omega)$ trong tập rời rạc $D$ (nghĩa là tập này có hữu hạn hoặc vô hạn đếm được các phần tử).

Người ta quan tâm đến xác suất để biến ngẫu nhiên đó nhận tương ứng từng giá trị $x\backslash in\; D$, hay $\backslash mathbf\{P\}\; (X\; =\; x)$. Người ta đặt tên cho tương ứng xác suất này là hàm khối xác suất, kí hiệu $p\_X(x)=\backslash mathbf\{P\}\; (X\; =\; x)$ với mỗi $x\backslash in\; D$. Có thể mở rộng hàm này trên toàn tập số thực như sau

Ví dụ

Giả sử $X$ là đầu ra của phép thử gieo 1 đồng xu đồng chất, gán giá trị 0 cho mặt sấp và 1 cho mặt ngửa. Xác suất mà $X\; =\; x$ là $1/2$ trên với mỗi $x\backslash in\{0,\; 1\}$. Biến ngẫu nhiên rời rạc $X$ này có phân phối Bernoulli $\backslash text\{Bernoulli\}(1/2)$, và nó có hàm khối xác suất là :

Tính chất

Vì hàm khối xác suất cũng là một xác suất, nó phải thỏa mãn

$0\; \backslash leq\; p\_X\; (x)\; \backslash leq\; 1,\backslash \; \backslash ,\; \backslash forall\; x\backslash in\; D$

$\backslash sum\_\{x\backslash in\; D\}\; \{p\_X\}(x)=\; 1.$

Các hàm khối xác suất quan trọng

Hàm khối xác suất Bernoulli

Hàm khối xác suất Nhị thức

Hàm khối xác suất Hình học

Hàm khối xác suất Poisson