统计概率知识点梳理总结
第一章随机事件与概率
一、教学要求
1.理解随机事件的概念,了解随机试验、样本空间的概念,掌握事件之间的关系与运算.
2.了解概率的各种定义,掌握概率的基本性质并能运用这些性质进行概率计算.
3.理解条件概率的概念,掌握概率的乘法公式、全概率公式、贝叶斯公式,并能运用这些公式进行概率计算.
4.理解事件的独立性概念,掌握运用事件独立性进行概率计算.
5.掌握贝努里概型及其计算,能够将实际问题归结为贝努里概型,然后用二项概率计算有关事件的概率.
本章重点:随机事件的概率计算.
二、知识要点
1.随机试验与样本空间
具有下列三个特性的试验称为随机试验:
(1) 试验可以在相同的条件下重复地进行;·
(2) 每次试验的可能结果不止一个,但事先知道每次试验所有可能的结果;
(3) 每次试验前不能确定哪一个结果会出现.
试验的所有可能结果所组成的集合为样本空间,用Ω表示,其中的每一个结果用e
Ω=.
表示,e称为样本空间中的样本点,记作{}e
.
.
2.随机事件
在随机试验中,把一次试验中可能发生也可能不发生、而在大量重复试验中却呈现某 种规律性的事情称为随机事件(简称事件).通常把必然事件(记作Ω)与不可能事件(记作φ)
看作特殊的随机事件.
3.**事件的关系及运算
(1) 包含:若事件A 发生,一定导致事件B 发生,那么,称事件B 包含事件A ,记作A B ?(或B A ?).
(2) 相等:若两事件A 与B 相互包含,即A B ?且B A ?,那么,称事件A 与B 相等,记作A B =.
(3) 和事件:“事件A 与事件B 中至少有一个发生”这一事件称为A 与B 的和事件,记作A B ?;“n 个事件
1,2,
,
n
A A A 中至少有一事件发生”这一事件称为
1,2,
,
n
A A A 的和,记作12n A A A ???(简记为1
n
i
i A =).
(4) 积事件:“事件A 与事件B 同时发生”这一事件称为A 与B 的积事件,记作
A B ?(简记为AB );“n 个事件1,2,
,
n
A A A 同时发生”这一事件称为
1,
2,
,n
A A A 的积事件,记作12n A A A ???(简记为12n A A A 或1
n
i
i A =).
(5) 互不相容:若事件A 和B 不能同时发生,即AB φ=,那么称事件A 与B 互不相容(或互斥),若n 个事件
1,2,
,
n
A A A 中任意两个事件不能同时发生,即
i j A A φ
=(1≤i 1,2, , n A A A 互不相容. (6) 对立事件:若事件A和B互不相容、且它们中必有一事件发生,即ABφ =且A B ?=Ω,那么,称A与B是对立的.事件A的对立事件(或逆事件)记作A. (7) 差事件:若事件A发生且事件B不发生,那么,称这个事件为事件A与B的差事件,记作A B -(或AB) . (8) 交换律:对任意两个事件A和B有 A B B A ?=?,AB BA =. (9) 结合律:对任意事件A,B,C有 ()() A B C A B C ??=??,()() A B C A B C ??=??. (10) 分配律:对任意事件A,B,C有 ()()() A B C A B A C ??=???,()()() A B C A B A C ??=???. (11) 德摩根(De Morgan)法则:对任意事件A和B有 A B A B ?=?, A B A B ?=?. 4.频率与概率的定义 (1) 频率的定义 设随机事件A在n次重复试验中发生了A n次,则比值A n/n称为随机事件A发生 的频率,记作 () n f A,即()A n n f A n = . (2) 概率的统计定义 . . 在进行大量重复试验中,随机事件A 发生的频率具有稳定性,即当试验次数n 很大时,频率()n f A 在一个稳定的值p (0 p 为概率,即()P A p =. (3) **古典概率的定义 具有下列两个特征的随机试验的数学模型称为古典概型: (i) 试验的样本空间Ω是个有限集,不妨记作12{,,,}n e e e Ω=; (ii) 在每次试验中,每个样本点i e (1,2, ,i n =)出现的概率相同,即 12({})({})({})n P e P e P e == =. 在古典概型中,规定事件A 的概率为 ()A n A P A n = = Ω中所含样本点的个数中所含样本点的个数. (4) 几何概率的定义 如果随机试验的样本空间是一个区域(可以是直线上的区间、平面或空间中的区域),且样本空间中每个试验结果的出现具有等可能性,那么规定事件A的概率为 ()A P A = 的长度(或面积、体积) 样本空间的的长度(或面积、体积)· (5) 概率的公理化定义 设随机试验的样本空间为Ω,随机事件A 是Ω的子集,()P A 是实值函数,若满足下列三条公理: 公理1 (非负性) 对于任一随机事件A,有()P A ≥0; 公理2 (规范性) 对于必然事件Ω,有()1P Ω=; . 公理3 (可列可加性) 对于两两互不相容的事件 1,2,,, n A A A ,有 1 1 ( )() i i i i P A P A ∞ ∞ ===∑, 则称()P A 为随机事件A的概率. 5.**概率的性质 由概率的三条公理可导出下面概率的一些重要性质 (1) ()0P φ=. (2) (有限可加性) 设n 个事件 1,2,,n A A A 两两互不相容,则有 121 ()() n n i i P A A A P A =?? ?=∑. (3) 对于任意一个事件A : ()1()P A P A =-. (4) 若事件A ,B 满足A B ?,则有 ()()()P B A P B P A -=-, ()()P A P B ≤. (5) 对于任意一个事件A ,有()1P A ≤. (6) (加法公式) 对于任意两个事件A ,B ,有 ()()()()P A B P A P B P AB ?=+-. 对于任意n 个事件 1,2,,n A A A ,有 . 11 1 111 ( )()()()(1)() n n n i i i j i j k n i i j n i j k n i P A P A P A A P A A A P A A -=≤<≤≤<<≤==- + - +-∑∑ ∑ . 6.**条件概率与乘法公式 设A 与B 是两个事件.在事件B 发生的条件下事件A 发生的概率称为条件概率,记作(|)P A B .当()0P B >,规定 ()(|)()P AB P A B P B = . 在同一条件下,条件概率具有概率的一切性质. 乘法公式:对于任意两个事件A 与B ,当()0P A >,()0P B >时,有 ()()(|)()(|)P AB P A P B A P B P A B ==. 7.*随机事件的相互独立性 如果事件A 与B 满足 ()()()P AB P A P B =, 那么,称事件A 与B 相互独立. 关于事件A ,月的独立性有下列两条性质: (1) 如果()0P A >,那么,事件A 与B 相互独立的充分必要条件是(|)()P B A P B =;如果()0P B >,那么,事件A 与B 相互独立的充分必要条件是(|)()P A B P A =. 这条性质的直观意义是“事件A 与B 发生与否互不影响”. (2) 下列四个命题是等价的: (i) 事件A 与B 相互独立; (ii) 事件A 与B 相互独立; . (iii) 事件A 与B 相互独立; (iv) 事件A 与B 相互独立. 对于任意n 个事件 1,2,,n A A A 相互独立性定义如下:对任意一个2,,k n =,任意的 11k i i n ≤< <≤,若事件1,2, ,n A A A 总满足 1 1()()() k k i i i i P A A P A P A =, 则称事件 1,2,,n A A A 相互独立.这里实际上包含了21n n --个等式. 8.*贝努里概型与二项概率 设在每次试验中,随机事件A发生的概率()(01)P A p p =<<,则在n 次重复独立试验中.,事件A恰发生k 次的概率为 ()(1),0,1, ,k n k n n P k p p k n k -?? =-= ??? , 称这组概率为二项概率. 9.**全概率公式与贝叶斯公式 全概率公式:如果事件 1,2,,n A A A 两两互不相容,且1 n i i A ==Ω ,()0i P A >, 1,2, ,i n =,则 1 ()(|) (|),1,2,,()(|) k k k n i i i P A P B A P A B k n P A P B A == =∑.