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概率論與數理統計(一)—— 隨機事件與概率

隨機試驗與事件

隨機試驗:為觀察隨機現象而進行的實驗稱為隨機試驗,隨機試驗應滿足以下3個特徵:

  1. 可重複性:可在相同的條件下重複進行
  2. 結果可知:所有可能的結果不止一個,但是知道有哪些結果
  3. 不可預測:試驗之前無法知道會出現哪個結果

樣本空間:隨機事件所有可能的集合組成樣本空間,用Ω表示

基本事件:隨機試驗中的一個可能結果。也稱樣本點,即樣本空間中的一個元素。是最小的劃分單元

事件:也稱複合事件,包含多個基本事件。是樣本空間的子集

事件域:若A、B是事件,則A、B的交、並、差也應該是事件,這些事件放在一起稱為事件域

 

注:基本事件中有兩個特別的事件。必然事件,用Ω表示(是不是發現跟樣本空間的表示一樣,這是因為樣本空間表示的事件是必然事件)。不可能事件,用Ø表示

 

事件的關係與運算

事件本來就是樣本空間的子集,所以事件的關係就是集合的關係,事件的運算就是集合的運算。省略。

不相容:若A∩B = Ø,則稱A和B不相容,或稱互斥,即A、B不會同時發生

完備事件組:若A1∪A2∪...∪An = Ω,且Ai∩Aj = Ø,則稱{A1、A2、...An} 為一個完備事件組

 

概率的公理化定義

1933年,蘇聯數學家柯爾莫哥洛夫出版了《概率論基礎》,首次將概率論建立在嚴格的公理基礎上

概率的定義:

  • 非負性:P(A) ≥ 0
  • 規範性:P(Ω) = 1
  • 可列可加性:任何可列的無窮個互不相容的事件A1
    、A2、...Ak....,有$$P({\cup}_{k=1}^∞A_k) = \sum_{k=1}^∞P(A_k)$$

 

古典概型和幾何概型

概型即概率模型,古典概型是最簡單也是最重要的概率模型。

古典概型:試驗只有有限個可能的結果;每個基本事件發生的可能性相同。

其概率計算公式:$P(A) = \frac{A中元素的個數}{Ω中元素的個數} $

幾何概型:試驗所有可能的結果形成一個有界區域Ω;對Ω的每個子集A,試驗結果落入A的概率與A的測度S(A)成正比,而與A的位置和形狀無關。(其實就是等概率)

 

條件概率

條件概率:在事件B發生的條件下事件A發生的概率

其計算公式$P(A | B) = \frac{P(AB)}{P(B)}$