【概率论-01】:事件之间关系以及概率定义

【概率论-01】:事件之间关系以及概率定义

文章目录

1.随机试验与随机事件1.1 随机试验1.2 样本点、样本空间与随机事件1.3 随机事件1.4 随机事件发生1.5 必然事件和不可能事件

2 事件间的关系及运算2.1 事件包含2.2 事件相等2.3 事件的并2.4 事件的交2.5 事件的差2.6 事件互斥(不相容)2.7 事件对立(逆事件)2.8 事件运算律

3 概率定义3.1 概率的统计定义3.2 概率的公理化定义

4 古典概型4.1 古典概型4.2 几何概型

1.随机试验与随机事件

自然界与社会生活中的两类现象:

确定性现象不确定现象

1.1 随机试验

如果试验满足以下三个特点:

重复性:相同条件下,试验可以重复进行明确性:饰演的所有可能结果事先都是已知的随机性:每次试验的具体结果,在试验前无法预知,就称此试验为随机试验,通常用

E

E

E表示。

比如:

抛一枚硬币,观察其出现正面和反面的情况

1.2 样本点、样本空间与随机事件

样本点:随机试验中每种可能出现的情况,

ω

\omega

ω表示样本点 。

样本空间:随机试验所有可能出现的结果组成的集合,用

Ω

\Omega

Ω表示。

1.3 随机事件

随机事件:样本点组成的集合,称为事件。

随机事件是样本空间

Ω

\Omega

Ω的子集

基本事件:由一个样本点组成的事件,称为基本事件。

例:抛出两枚骰子可能出现的情况有36种

两个骰子均为1点的情况,一个样本点组成,基本事件两个骰子点数之和为3的情况,(1,2)和(2,1)两种情况,是一个随机事件

1.4 随机事件发生

一个随机事件A,A事件种包含了一些样本点,在进行随机试验KaTeX parse error: Undefined control sequence: \E at position 1: \̲E̲的时候,如果随机试验中的样本点落在了A中,就表示事件A发生了,否则就称A没有发生。

1.5 必然事件和不可能事件

必然事件:样本点组成的集合是样本空间。 不可能事件:样本点组成的集合是空集

2 事件间的关系及运算

2.1 事件包含

如果事件A发生,一定导致事件B发生,就称为事件A包含于B,记作

A

B

A\subset B

A⊂B。

A

B

\oslash \subset A \subset B

⊘⊂A⊂B事件A发生,当前仅当样本样本点落在A中

2.2 事件相等

事件A和事件B相互包含

2.3 事件的并

事件A和事件B至少有一个发生,记作

A

B

A\cup B

A∪B或者

A

+

B

A+B

A+B。

2.4 事件的交

事件A和事件B同时发生,记作

A

B

A\cap B

A∩B或

A

B

AB

AB

A

B

A

A

B

AB\subset A \subset A \cup B

AB⊂A⊂A∪B

A

B

B

A

B

AB\subset B\subset A \cup B

AB⊂B⊂A∪B

2.5 事件的差

一个事件在事件A中不在事件B中,A发生B不发生称为A事件与B事件的差事件

2.6 事件互斥(不相容)

事件A和事件B没有交集,

A

B

=

AB = \oslash

AB=⊘,从事件的角度来讲,AB不可能同时发生。

2.7 事件对立(逆事件)

事件A和事件B没有交集,并且事件A的样本点+事件B的样本点为样本空间。

A

B

=

AB = \oslash

AB=⊘ and

A

+

B

=

Ω

A + B = \Omega

A+B=Ω 对立一定互斥,互斥不一定对立

例:事件A和事件B恰有一个发生

A

B

A \cup B

A∪B 表示AB至少有一个发生,也表示事件A和事件B恰好有一个发生或恰好有两个发生

2.8 事件运算律

事件表示:

A、B、C至少发生一个:

A

B

C

A\cup B \cup C

A∪B∪CA、B、C同时发生:ABCA、B、C恰好一个发生:AB’C’ + A’BC‘+A’B’C

3 概率定义

3.1 概率的统计定义

将随机事件E重复进行n次,如果事件A发生了k次,就称为k为事件A发生的频数,k/A为事件A发生的频率。如果当试验次数n越来越大时,k/n总在某一定值p的附近做微小的、稳定的波动,且当n趋向于无穷大的时候,k/n无线趋向于p,就称p为事件A的概率,记为P(A),P(A) = p。

频率稳定在概率附近使用此定义是求不出概率的

3.2 概率的公理化定义

设随机试验E的样本空间为Ω,如果p满足:

非负性,P(A)>=0规范性,P(Ω)=1可列可加性,两两不相同的事件,

P

(

A

1

A

2

.

.

.

A

n

.

.

.

)

P(A_1 \cup A_2 \cup ...\cup A_n \cup ...)

P(A1​∪A2​∪...∪An​∪...) =

P

(

A

1

)

+

P

(

A

2

)

+

.

.

.

.

.

P(A_1) + P(A_2) + .....

P(A1​)+P(A2​)+.....

就称P(A)为事件A的概率

性质:

非负性:设A为任一随机事件,概率在[0,1]规范性:P(Ω) = 1有限可加性差事件的概率公式(减法公式):设A、B为任意两个随机事件:

P

(

A

B

)

=

P

(

A

)

P

(

A

B

)

P(A-B) = P(A) - P(AB)

P(A−B)=P(A)−P(AB)

如果

B

A

B\subset A

B⊂A,则有

P

(

A

B

)

=

P

(

A

)

P

(

B

)

P(A-B) = P(A)-P(B)

P(A−B)=P(A)−P(B),且

P

(

B

)

P

(

A

)

P(B) \le P(A)

P(B)≤P(A) 对立事件概率计算公式:设A为任意随机事件,则

P

(

A

)

=

1

P

(

A

)

P(\overline{A}) = 1 - P(A)

P(A)=1−P(A),涉及到至少和最多的概率,可以用这个公式进行转化。并事件概率公式(加法公式):设A、B为任意两个随机事件:

P

(

A

B

)

=

P

(

A

)

+

P

(

B

)

P

(

A

B

)

P(A \cup B) = P(A) + P(B)- P(AB)

P(A∪B)=P(A)+P(B)−P(AB)

A,B如果互斥:

P

(

A

B

)

=

P

(

A

)

+

P

(

B

)

P(A \cup B) = P(A) + P(B)

P(A∪B)=P(A)+P(B)推广:

P

(

A

B

C

)

=

P

(

A

)

+

P

(

B

)

+

P

(

C

)

P

(

A

B

)

P

(

A

C

)

P

(

B

C

)

+

P

(

A

B

C

)

P(A \cup B \cup C) = P(A) +P(B)+P(C)-P(AB)-P(AC)-P(BC)+P(ABC)

P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C)−P(AB)−P(AC)−P(BC)+P(ABC)

4 古典概型

4.1 古典概型

如果随机试验E满足:

随机试验E的样本空间Ω中只有有限个样本点每次试验各个基本事件出现的概率相等

就称随机事件E为等可能概型试验或者古典概型试验。

P

(

A

)

=

事件

A

所含样本点的个数

所有样本点的个数

P(A) = \frac {事件A所含样本点的个数}{所有样本点的个数}

P(A)=所有样本点的个数事件A所含样本点的个数​

古典概型中的计算方式主要是计数,所以通常采用排列组合的方式

上述案例中,盒子多球少,每个盒子至多有一个球,n个球需要放到n个盒子中。

4.2 几何概型

如果随机试验E的样本空间为某几何区域(可以是一维或二维区域),每次随机试验中各基本事件出现的概率相等,就称随机试验E为几何概型试验。

P

(

A

)

=

A

的几何测度

Ω

的几何测度

P(A) = \frac {A的几何测度}{\Omega的几何测度}

P(A)=Ω的几何测度A的几何测度​

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