历年考研数学概率论零基础讲义
考研数学概率统计讲义
设售出一台设备的净赢利为
a( X
)
100, 200,
X 1, 0 X 1.
河南理工大学精品课程
概率论与数理统计
故售出一台设备的净赢利的数学期望为
E[a(X )] a(x) f (x)dx
1
(200)
1 4
e
x 4
dx
100
1 4
e
x 4
dx
0
1
200e
x 4
|10
100e
x 4
|1
Z X 2 Y 2 的数学期望.
解 E(Z ) x2 y2 f (x, y)dxdy
x2 y2
1
x2 y2
e 2 dxdy
2
2
0
0
r
1
2
r2
e2
rdr d
2
例6 五个独立元件,寿命分别为X1, X 2, , X5,
都服从参数为 的指数分布,若将它们
(1) 串联; (2) 并联 成整机,求整机寿命的均值.
求E(X)。 0,
其它.
分段函
〖解〗这是连续型随机数变的量积。由数学期望定义得:
分
1500
3000
E(X ) xf (x)dx
x2 15002
dx
dx x (3000 x ) 15002
0
1500
1500 (分□)
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概率论与数理统计
例4 X ~ N ( , 2 ), 求 E ( X ) .
2
k pk .
k 0
这表明:随着试验次数增大,随机变量X的观察值的算
术平均 2 k ak 接近于
k0 N
概率论与数理统计讲义稿完整版
概率论与数理统计讲义稿HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】第一章随机事件与概率§1.1 随机事件1.1.1 随机试验与样本空间概率论约定为研究随机现象所作的随机试验应具备以下三个特征:(1)在相同条件下试验是可重复的;(2)试验的全部可能结果不只一个,且都是事先可以知道的;(3)每一次试验都会出现上述可能结果中的某一个结果,至于是哪一个结果则事前无法预知。
为简单计,今后凡是随机试验皆简称试验,并记之以英文字母E。
称试验的每个可能结果为样本点,并称全体样本点的集合为试验的样本空间,分别用希腊字母ω和Ω表示样本点及样本空间。
必须指出的是这个样本空间并不完全由试验所决定,它部分地取决于实验的目的。
假设抛掷一枚硬币两次,出于某些目的,也许只需要考虑三种可能的结果就足够了,两次都是正面,两次都是反面,一次是正面一次是反面。
于是这三个结果就构成了样本空间Ω。
但是,如果要知道硬币出现正反面的精确次序,那么样本空间Ω就必须由四个可能的结果组成,正面-正面、反面-反面、正面-反面、反面-正面。
如果还考虑硬币降落的精确位置,它们在空中旋转的次数等事项,则可以获得其它可能的样本空间。
经常使用比绝对必要的样本空间较大的样本空间,因为它便于使用。
比如,在前面的例子中,由四个可能结果组成的样本空间便于问题的讨论,因为对于一个“均匀”的硬币这四个结果是“等可能”的。
尽管这在有3种结果的样本空间内是不对的。
E:从最简单的试验开始,这些试验只有两种结果。
在抛掷硬币这一试验例1.1.11中出现“正面”或“反面”;在检查零件质量时,可能是“合格”或“不合格”;当用来模拟电子产品旋转的方向时,结果是“左边”或者“右边”;在这些情况下样本空间Ω简化为:Ω={正面,反面}。
E:更复杂一些,有的随机试验会产生多种可能的结果,比如掷一颗骰子,观察出2现的点数。
考研概率论讲义
白云霄
第一章 随机事件及其概率
1、随机事件、样本空间、概率的定义
例1. 写出下列试验的样本空间与事件A的样本点 1. 同时掷两颗骰子,记录其点数之和;A:点数之和为偶数 2. 相继掷两次硬币。A:第一次出现正面 3. 研究甲、乙两件产品的销售状况(畅销、滞销) 4. 经过三个十字路口遇到红灯的个数
例12 设随机变量X的概率密度为,若k使, 则k的取值范围是
例13 随机变量X的密度函数为,且,是X的分布函数。则对于任意实数
a,有( )
(A) (B)
(C)
(D)
例14已知随机变量的分布函数则_________,_________, 密度函 数为 例15设随机变量的概率密度为:。 试求:(1)系数,(2)求;(3)的分布函数。 例16使用了小时的电子元件在以后小时内损坏的概率等于球电子元件
(C) (D) 例11.设0<p(A)<1 ,0<p(B)<1, ,则有( )
(A) 事件A与B互不相容 (B) 事件A与B 相互对立 (C) 事件A与B 不独立 (D) 事件A与B 相互独立
3.条件概率 例1 一批产品共有10个正品和2个次品,任意抽取2个,每次抽取一个,抽
取后不再放回,则第一次为正品,第二次抽取的也是正品的概率。
例5设随机变量的概率密度为,求及 例6设,,且与相互独立。
求(1)的联合概率密度;
(2); (3)。
例7已知,的分布律如下,且与相互独立,
-1 0 1
1/4 1/2 1/4 -1 0 1
1/4 1/2 1/4
(1)求和的联合分布表; (2)EX,EY,COV(X,Y) 例8设二维随机变量的概率密度函数为, 求(1)常数;(2)判断是否独立,为什么?(3)。
考研数学 汤家凤《概率论与数理统计辅导讲义》
概率论与数理统计概率论与数理统计是一门研究客观世界随机现象及其统计规律的学科,也是高等院校工程类和经济管理类专业的一门重要的基础课,更是全国硕士研究生招生考试数学一和数学三的重要考查内容,分值约占总分的20%。
本书根据概率论与数理统计课程的教学要求及全国硕士研究生招生考试的数学考试大纲编写而成。
本书作者在高校从事概率统计教学工作接近三十年,指导全国硕士研究生招生考试数学(包括高等数学、线性代数、概率统计)复习二十六年,有极其丰富的教学经验。
本书理论体系清晰系统,原理讲解深入浅出、通俗易懂,重要考点把握精准。
使用本书可以帮助考生迅速掌握概率统计的理论架构,提高考生分析问题、解决问题的能力。
本书的主要特点有:1.对各章知识进行系统总结基本概念理解到位、理解原理和性质的内涵及使用方法,清晰易懂,层次分明。
关键知识点后添加必要的注解,使重点更加突岀,提高相应知识的深度和广度。
2.对各章基本题型及重要考点进行分类与高等数学和线性代数相比,概率统计的重要考点相对较少,本书将每章的重要考点以题型的形式总结出来,同时在各题型中安排各章的小考点,给出各种题型的规范解法和解题思路,方法力求简明扼要。
希望本书的出版能帮助考生在较短的时间内,系统掌握概率统计的基本理论、基本题型及解题方法,提高利用数学理论解决实际问题的能九轻松应对研究生入学考试的概率统计部分。
本书可作为高校概率统计课程配套的参考资料,也可作为成人教育、教师和科技工作者的参考用书,希望本书能成为广大读者的良师益友。
本书若有不到之处,恳请读者批评指正。
汤老师微博汤老师微信公众号汤老师一直播ID:186288809汤家凤2021年3月于南京S^CONTENTS^^第一章随机事件与概率 (1)本章理论体系 (1)经典题型讲解 (7)题型一事件的关系与运算、概率基本公式 (7)题型二事件的独立性 (9)题型三三种常见的概型 (10)题型四全概率公式与贝叶斯公式 (11)第二章一维随机变量及其分布 (15)本章理论体系 (15)经典题型讲解 (20)题型一一维离散型随机变量的分布律与分布函数 (20)题型二一维连续型随机变量的概率密度与分布函数 (23)题型三一维既非离散又非连续型随机变量的分布函数 (28)题型四随机变量函数的分布 (28)第三章二维随机变量及其分布 (35)本章理论体系 (35)经典题型讲解 (40)题型一二维离散型随机变量的联合分布、边缘分布 (40)题型二二维连续型随机变量的联合分布、边缘分布 (42)题型三二维随机变量的条件分布、独立性 (45)题型四二维随机变量函数的分布 (51)第四章随机变量的数字特征 (61)本章理论体系 (61)经典题型讲解 (64)题型一离散型随机变量的数字特征 (64)题型二连续型随机变量的数字特征 (69)题型三多维随机变量的数字特征 (70)题型四相关性与独立性 (74)第五章大数定律与中心极限定理 (78)本章理论体系 (78)经典题型讲解 (80)1题型一切比雪夫不等式 (80)题型二大数走律 (81)题型三中心极限定理 (81)第六章数理统计基本概念 (84)本章理论体系 (84)经典题型讲解 (90)题型一统计量的基本概念 (90)题型二三个扌由样分布 (91)题型三分位点 (95)题型四统计学的数字特征与概率 (96)第七章参数估计 (99)本章理论体系 (99)经典题型讲解 (104)题型一离散型总体参数的点估计 (104)题型二连续型随机变量参数的点估计 (106)题型三估计量的无偏性(数学三不要求) (111)题型四参数的区间估计(数学三不要求) (115)第八章假设检验(数学三不要求) (117)本章理论体系 (117)经典题型讲解 (122)题型一-个正态总体的假设检验 (122)题型二两个正态总体的假设检验 (123)2机事件与概率藝存彖一、随机试验与随机事件定义H随机试验设E为随机试验,若满足如下条件:(1)在相同的条件下该试验可重复进行;(2)试验的结果是多样的且所有可能的结果在试验前都是确定的;(3)某次试验之前不确定具体发生的结果,这样的试验称为随机试验,简称试验,一般用字母E表示.定义何样本空间设E为随机试验,随机试验E的所有可能的基本结果所组成的集合,称为随机试验E的样本空间,记为0,0中的任意一个元素称为样本点.(1)样本空间中所有元素为随机试验的最基本的结果,即所有元素都具有不可再分性;(2)样本空间必须是所有可能的基本结果,即具有完备性,且同一个基本结果在样本空间中只出现一次.定义❸随机事件设E为随机试验4为其样本空间,则O的子集称为随机事件,其中0称为不可能事件称为必然事件.例如:一个均匀的正六面体的骰子,六个面分别标有1、2、3、4、5、6,随机扔骰子,该试验骰子朝上一面的数字的样本空间为0={1,2,3,4,5,6},事件A={2,4,6},表示“扔骰子后朝上的面的数为偶数”,事件B={1,2,3},表示“扔骰子后朝上的面的数不超过3”.二、事件的运算与关系(-)事件的运算定义❹事件的积设为两个随机事件,则事件A与事件B同时发生的事件.称为事件的积事件,记为43或A A B,如图1-1所示.图1-11>»考研数学概率论与数理统计辅导教程定义目事件的和设A,£为两个事件,则事件A或事件£发生的事件(或事件A,B至少有一个发生的事件),称为事件的和事件,记为A+B或A U如图1-2所示.AUB图1-2定义❻事件的差设A,B为两个随机事件,则事件A发生而事件B不发生的事件,称为事件的差事件,记为A—3,如图1-3所示.A-B图1-3定义❼出件的补设。
概率论讲座讲义
2018级数学辅导讲义(十一):概率论与数理统计2019.5一、随机事件的概率:1.概率的五大公式(1)加法公式:()()()()P A B P A P B P AB =+- ;(2)减法公式:()()()()P A B P A B P A P AB -==-;(3)乘法公式:()(|)()P AB P B A P A =;(4)全概率公式:1122()(|)()(|)()(|)()n n P A P A B P B P A B P B P A B P B =+++ ;(5)贝叶斯公式:1122(|)()(|)(|)()(|)()(|)()i i i n n P A B P B P B A P A B P B P A B P B P A B P B =+++ .2.随机事件的独立性若()()()P AB P A P B =,则称事件,A B 相互独立.【例1】()0.8P B A = ,()0.4P B =,则(|)P A B =.【解】【例2】(1)甲、已两人独立地对同一目标射击一次,其命中率分别为0.6和0.5,则两人中至少一人射中的概率为;(2)甲、已两人任选一人对同一目标射击一次,其命中率分别为0.6和0.5,则目标被甲射中的概率为;(3)甲、已两人独立地对同一目标射击一次,其命中率分别为0.6和0.5,现已知目标被射中,则它是甲射中的概率为;(4)甲、已两人任选一人对同一目标射击一次,其命中率分别为0.6和0.5,现已知目标被射中,则它是甲射中的概率为.【解】二、一维随机变量及其分布:1.一维离散型随机变量与连续型随机变量的概率分布、概率和分布:分布离散型随机变量连续型随机变量概率分布概率和分布2.一维连续型随机变量的概率与分布函数、概率密度的关系:3.分布函数的性质:4.分布律的性质:5.概率密度的性质:【例3】(1)设随机变量X 的概率密度为1,02,()0,kx x f x +≤≤⎧=⎨⎩其他,则{11}P X -≤<=.(2)设随机变量X 的分布函数为2,0,(1)(),0,b a x x F x c x ⎧+>⎪+=⎨⎪≤⎩则X 的概率密度()f x =.【解】【例4】已知,04~()80,X xx X f x ⎧<<⎪=⎨⎪⎩其他,求21Y X =+的概率密度.【解】三、二维随机变量及其分布:1.二维随机变量的联合分布、边缘分布与条件分布:分布分布律概率密度分布函数联合分布边缘分布条件分布2.二维随机变量的概率与联合概率密度的关系:3.两个随机变量的独立性:定义充要条件1(连续型随机变量)充要条件2(离散型随机变量)【例5】设二维连续型随机变量(,)X Y 的联合密度函数为,0,01,(,)0x ce y x y f x y -⎧><<=⎨⎩,其他.(1)求常数c 的值;(2)求,X Y 的边缘概率密度()X f x 和()Y f y ;(3)判断X 和Y 是否相互独立,并说明理由;(4)求{max(,)1}P X Y .【解】四、随机变量的数字特征:1.离散型随机变量与连续型随机变量的数学期望:随机变量离散型随机变量连续型随机变量一个随机变量一个随机变量的函数两个随机变量的函数2.方差的计算公式:3.协方差的计算公式:4.相关系数的计算公式:【例6】设随机变量,X Y 的概率分布分别为且22{}1P X Y ==.Y-101kp 131313X01kp 1323(1)求二维随机变量(,)X Y 的概率分布;(2)求Z XY =的概率分布;(3)求X 与Y 的相关系数XY ρ.【解】【例7】(1)设随机变量123,,X X X 相互独立,且1X 服从均匀分布[1,3]U ,2X 服从二项分布12,2B ⎛⎫ ⎪⎝⎭,3X 服从参数为2的指数分布,则12332Y X X X =-+的数学期望和方差分别为.(2)设随机变量,X Y 相互独立,且X 服从正态分布(2,1)N ,Y 服从正态分布2(1,2)N ,则{23}P X Y ->=.【解】五、中心极限定理:用于计算的“中心极限定理”:【例8】设供电站供应某地区1000户居民用电,各户用电情况相互独立。
考研数学概率论辅导讲义
考研数学概率论辅导讲义主讲:马超第二章 随机变量及其分布第一节 基本概念1、概念网络图⎭⎬⎫⎩⎨⎧-→⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤<→⎭⎬⎫⎩⎨⎧)()()()(a F b F A P b X a A X 随机事件随机变量基本事件ωω→≤=)()(x X P x F 分布函数: 函数分布正态分布指数分布均匀分布连续型几何分布超几何分布泊松分布二项分布分布离散型八大分布→⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-102、重要公式和结论例2.1:4黑球,2白球,每次取一个,不放回,直到取到黑为止,令X(ω)为“取白球的数”,求X 的分布律。
例2.2:给出随机变量X 的取值及其对应的概率如下:,31,,31,31,,,2,1|2k k PX , 判断它是否为随机变量X 的分布律。
例2.3:设离散随机变量X 的分布列为214181812,1,0,1,,,-P X ,求X 的分布函数,并求)21(≤X P ,)231(≤<X P ,)231(≤≤X P 。
例2.4: )()(21x f x f +是概率密度函数的充分条件是: (1))(),(21x f x f 均为概率密度函数 (2)1)()(021≤+≤x f x f例2.5:袋中装有α个白球及β个黑球,从袋中先后取a+b 个球(放回),试求其中含a 个白球,b 个黑球的概率(a ≤α,b ≤β)。
例2.6:某人进行射击,设每次射击的命中率为0.001,若独立地射击5000次,试求射中的次数不少于两次的概率,用泊松分布来近似计算。
例2.7:设某时间段内通过一路口的汽车流量服从泊松分布,已知该时段内没有汽车通过的概率为0.05,则这段时间内至少有两辆汽车通过的概率约为多少?例2.8:袋中装有α个白球及β个黑球,从袋中任取a+b 个球,试求其中含a 个白球,b 个黑球的概率(a ≤α,b ≤β)。
考研数学_概率论与数理统计(09考研数学_概率论与数理统计(基础班)讲义
考研数学基础班概率论与数理统计电子教材主讲:费允杰第一章 随机事件和概率第一节 基本概念1、排列组合初步(1)排列组合公式)!(!n m m P n m -= 从m 个人中挑出n 个人进行排列的可能数。
)!(!!n m n m C n m -= 从m 个人中挑出n 个人进行组合的可能数。
例1.1:方程x x x C C C 76510711=-的解是 A . 4 B . 3 C . 2 D . 1例1.2:有5个队伍参加了甲A 联赛,两两之间进行循环赛两场,试问总共的场次是多少?(2)加法原理(两种方法均能完成此事):m+n某件事由两种方法来完成,第一种方法可由m 种方法完成,第二种方法可由n 种方法来完成,则这件事可由m+n 种方法来完成。
(3)乘法原理(两个步骤分别不能完成这件事):m ³n某件事由两个步骤来完成,第一个步骤可由m 种方法完成,第二个步骤可由n 种方法来完成,则这件事可由m ³n 种方法来完成。
例1.3:从5位男同学和4位女同学中选出4位参加一个座谈会,要求与会成员中既有男同学又有女同学,有几种不同的选法?例1.4:6张同排连号的电影票,分给3名男生和3名女生,如欲男女相间而坐,则不同的分法数为多少? 例1.5:用五种不同的颜色涂在右图中四个区域里,每一区域涂上一种颜色,且相邻区域的颜色必须不同,则共有不同的涂法A .120种B .140种C .160种D .180种(4)一些常见排列①特殊排列相邻彼此隔开顺序一定和不可分辨例1.6:晚会上有5个不同的唱歌节目和3个不同的舞蹈节目,问:分别按以下要求各可排出几种不同的节目单?①3个舞蹈节目排在一起;②3个舞蹈节目彼此隔开;③3个舞蹈节目先后顺序一定。
例1.7:4幅大小不同的画,要求两幅最大的排在一起,问有多少种排法?例1.8:5辆车排成1排,1辆黄色,1辆蓝色,3辆红色,且3辆红车不可分辨,问有多少种排法?②重复排列和非重复排列(有序)例1.9:5封不同的信,有6个信箱可供投递,共有多少种投信的方法?③对立事件例1.10:七人并坐,甲不坐首位,乙不坐末位,有几种不同的坐法?例1.11:15人中取5人,有3个不能都取,有多少种取法?例1.12:有4对人,组成一个3人小组,不能从任意一对中取2个,问有多少种可能性?④顺序问题例1.13:3白球,2黑球,先后取2球,放回,2白的种数?(有序)例1.14:3白球,2黑球,先后取2球,不放回,2白的种数?(有序)例1.15:3白球,2黑球,任取2球,2白的种数?(无序)2、随机试验、随机事件及其运算(1)随机试验和随机事件如果一个试验在相同条件下可以重复进行,而每次试验的可能结果不止一个,但在进行一次试验之前却不能断言它出现哪个结果,则称这种试验为随机试验。
概率论基础讲义全
概率论基础知识第一章随机事件及其概率随机事件§几个概念1、随机实验:满足下列三个条件的试验称为随机试验|;(1)试验可在相同条件下重复进行;(2)试验的可能结果不止一个,且所有可能结果是已知的;(3)每次试验哪个结果出现是未知的;随机试验以后简称为试验,并常记为E。
例如:曰:掷一骰子,观察出现的总数;E2:上抛硬币两次,观察正反面出现的情况;E3:观察某电话交换台在某段时间内接到的呼唤次数2、随机事件:在试验中可能出现也可能不出现的事情称为随机事件:常记为A,B, C例如,在E i中,A表示掷出2点”,B表示掷出偶数点”均为随机事件3、必然事件与不可能事件:每次试验必发生的事情称为必然事件,记为Q。
每次试验都不可能发生的事情称为不可能事件,记为①。
例如,在E i中,掷出不大于6点”的事件便是必然事件,而掷出大于6点”的事件便是不可能事件,以后,随机事件,必然事件和不可能事件统称为事件4、基本事件:试验中直接观察到的最简单的结果称为基本事件。
例如,在曰中,掷出1点”,掷出2点”,……,掷'出6点”均为此试验的基本事件由基本事件构成的事件称为复,例如,在E i中掷出偶数点”便是复合事件5、样本空间:从集合观点看,称构成基本事件的元素为样本点,常记为e.例如,在E i中,用数字1, 2,......,6表示掷出的点数,而由它们分别构成的单点集{1}, {2}, (6)便是E i中的基本事件。
在E2中,用H表示正面,T表示反面,此试验的样本点有(H , H),( H , T),( T, H ),( T, T),其基本事件便是{ ( H, H) }, { ( H , T) }, { (T, H ) }, { (T, T) }显然,任何事件均为某些样本点构成的集合。
例如,在E i中掷出偶数点”的事件便可表为{2, 4, 6}。
试验中所有样本点构成的集合称为样本空间。
记为Qo例如,在E i 中,Q={1 , 2, 3, 4, 5, 6}在E2 中,Q={ ( H , H),( H , T),( T, H),( T, T) }在E s 中,Q={0 , 1, 2,……}例1, 一条新建铁路共10个车站,从它们所有车票中任取一张,观察取得车票的票种此试验样本空间所有样本点的个数为N Q=P 210=90.(排列:和顺序有关,如北京至天津、天津至北京)若观察的是取得车票的票价,则该试验样本空间中所有样本点的个数为10)=452(组合)例2 .随机地将15名新生平均分配到三个班级中去,观察15名新生分配的情况。
考研数学之概率讲义分析
考研数学之概率讲义分析概率统计第一讲随机事件和概率考试要求:数学一、三、四要求一致。
了解:样本空间的概念理解:随机事件,概率,条件概率,事件独立性,独立重复试验掌握:事件的关系与运算,概率的基本性质,五大公式(加法、减法、乘法、全概率、贝叶斯),独立性计算,独立重复试验就算会计算:古典概率和几何型概率。
§1随机事件与样本空间一、随机试验:E(1)可重复(2)知道所有可能结果(3)无法预知二、样本空间试验的每一可能结果——样本点ω所有样本点全体——样本空间Ω三、随机事件样本空间的子集——随机事件A B C样本点——基本事件,随机事件由基本事件组成。
如果一次试验结果,某一基本事件ω出现——ω发生,ω出现如果组成事件A的基本事件出现——A发生,A出现Ω——必然事件Φ——不可能事件§2事件间的关系与运算一.事件间关系包含,相等,互斥,对立,完全事件组,独立 二.事件间的运算:并,交,差运算规律:交换律,结合律,分配律,对偶律 概率定义,集合定义,记号,称法,图 三.事件的文字叙述与符号表示例2 从一批产品中每次一件抽取三次,用(1,2,3)i A i =表示事件:“第i 次抽取到的是正品”试用文字叙述下列事件: (1)122313A A A A A A U U ; (2)123A A A ;(3)123A A A U U ; (4)123123123A A A A A A A A A U U ; 再用123,,A A A 表示下列事件:(5)都取到正品; (6)至少有一件次品; (7)只有一件次品; (8)取到次品不多于一件。
§3 概率、条件概率、事件独立性、五大公式一.公理化定义 ,,A P Ω(1)()0P A ≥ (2)()1P Ω=(3)1212()()()()n n P A A A P A P A P A =++++U UL U UL L L ,i j A A i j =∅≠ 二.性质(1)()0P ∅=(2)1212()()()()n n P A A A P A P A P A =++++U UL U UL L L ,i j A A i j =∅≠ (3)()1()P A P A =-(4),()()A B P A P B ⊂≤ (5)0()1P A ≤≤三.条件概率与事件独立性(1)()()0,(),()P AB P A P B A P A >=事件A 发生条件下事件B 发生的条件概率; (2)()()(),P AB P A P B =事件,A B 独立,,A B 独立,A B €独立,A B €独立,A B €独立;()0P A >时,,A B 独立()()P B A P B =€;(3)121212(,,,)()()()1kki i i i i i k P A A A P A P A P A i i i n =≤<<<≤L L L称12,,n A A A L 相互独立,(2321n n n n n C C C n +++=--L 个等式)相互独立⨯垐?噲?两两独立。
考研数学《概率统计》讲义第四讲
多维随机变量之间存在一定的关 联程度,通过相关系数进行度量。
描述多维随机变量之间相关性的 矩阵,其中元素为各分量之间的 协方差。
04
数字特征与特征函数
数学期望定义及性质
数学期望的定义
对于离散型随机变量,数学期望是所有可能 取值与其对应概率的乘积之和;对于连续型 随机变量,数学期望是概率密度函数与自变 量的乘积在全体实数范围内的积分。
通过多维随机变量的联合分布,计算函数的期望和方 差。
变换后的多维随机变量分布
通过变换得到新的多维随机变量,并求其分布情况。
卷积公式
求解两个独立随机变量之和的分布情况。
独立性、相关性和协方差矩阵
01
独立性
多维随机变量中各个分量相互独 立,即一个分量的取值不影响其 他分量的取值。
相关性
02
03
协方差矩阵
考研数学《概率统计》讲义第 四讲
目
CONTENCT
录
• 概率空间与事件概率 • 一维随机变量及其分布 • 多维随机变量及其分布 • 数字特征与特征函数 • 大数定律与中心极限定理 • 参数估计与假设检验
01
概率空间与事件概率
概率空间定义及性质
概率空间定义
由样本空间、事件域和概率测度三部分构成,用于描述随机试验 所有可能结果及其概率的数学模型。
依概率收敛和依分布收敛
依概率收敛
设随机变量序列 {Xn} 和随机变量 X 分布在同一概率空间 上,如果对于任意正数 ε,都有 lim(n→∞) P(|Xn - X| ≥ ε) = 0 成立,则称 {Xn} 依概率收敛于 X。
依分布收敛
设随机变量序列 {Xn} 和随机变量 X 的分布函数分别为 Fn(x) 和 F(x),如果对于 F(x) 的每一个连续点 x,都有 lim(n→∞) Fn(x) = F(x) 成立,则称 {Xn} 依分布收敛于 X。依分布收敛是描述随机变量序列分布函数收敛到某个 特定分布的一种弱收敛形式。
第12讲1研究生 概率论与数理统计 资料与讲义
马氏链的马尔可夫性通常用条件概率分布 或条件分布律来刻画,即对任意的正整数 n, r 或条件分布律来刻画, 和 0≤t1<t2 < …<tr<m;m, n ∈ T1,有 ;
P{ X m + n = a j X t1 = a i1 , X t 2 = a i2 , L , X t r = a ir , X m = a i } = P{ X m + n = a j X m = a i }, (1.2)
若以X 表示时刻n时 的位置 的位置, 若以 n表示时刻 时Q的位置,不同的位置就 的不同状态,那么{ … 是一随机 是Xn的不同状态,那么 Xn , n=0,1,2…}是一随机 过程,状态空间就是I,而且X 为已知时, 过程,状态空间就是 ,而且 n=i, i ∈I为已知时, 为已知时 Xn+1所处的状态的概率分布只与 n= i 有关,而与 所处的状态的概率分布只与X 有关,而与Q 在时刻n以前如何达到 是完全无关的,所以{ 以前如何达到i是完全无关的 在时刻 以前如何达到 是完全无关的,所以 Xn , n=0,1,2…}是一马氏链,而且还是齐次的,它的一 是一马氏链, … 是一马氏链 而且还是齐次的, 步转移概率和一步转移概率矩阵分别为
设随机过程{X(t), t ∈T}的状态空间为 。如 的状态空间为I。 设随机过程 的状态空间为 任意n个 果对时间 t 的任意 个取值 t1<t2< …<tn, n≥3, ti ∈T,在条件 i)=xi, xi∈I, i=1,2, …, n-1下, ,在条件X(t - 下 X(tn)的条件分布函数等于在条件 n-1)=xn-1下 的条件分布函数等于在条件X(t 的条件分布函数等于在条件 X(tn)的条件分布函数,即 的条件分布函数, 的条件分布函数Leabharlann ∑Pj =1∞
考研数学李林概率讲义
出现的情况,则样本和反面次,观察正面)将一枚硬币抛掷:(例,)对偶律:)()()()()()()()()分配律:)()()()()结合律:,)交换律:合的运算律相似)、事件的运算律(与集的一个划分。
或为样本空间事件组(完全事件组)则称这个事件组为完备或(发生,即仅有一个事件且在每次试验中必有一个时,两个互不相容(即当,,,或可列无限多个事件,,限个事件、完备事件组:如果有。
,,即有的对立事件记作,为对立事件(或互逆)与发生,称事件一个必有一个发生,且仅有和事件,如果事件、对立:在每次试验中为互不相容事件。
、,称不能同时发生,即与若事件、互不相容(互斥):不发生。
发生而表示的差:与、事件同时发生,,表示一般:同时发生与表示事件或之交:与、事件至少有一个发生,,表示一般:至少有一个发生。
与表示事件之和(并):与、事件相等,记做与,称且、相等:若。
或的样本点,则有中至少有一个不属于且。
若或,记作包含发生,称发生必然导致事件、包含:若事件、、,随机事件为的样本空间为设随机试验算:二、事件的关系及其运的事件。
每次试验中一定不发生事件事件,不可能每次试验中一定发生的:必然事件事件。
两种特殊的事件单子集,称基本;由一个样本点组成的,,,记作事件,简称为事件,称为随机中满足某些条件的子集的样本空间、随机事件:随机试验记作素点样本空间的元素称为元作记的集合称为样本空间,的所有可能结果所组成、样本空间:随机试验。
有的结果是明确可知的一个结果会发生,但所)试验之前不能确定哪一个;)每次试验的结果不止复进行;)可在相同的条件下重机试验,记作三个条件的试验称为随、随机试验:满足以下件:一、随机试验与随机事内容提要及有关公式随机事件及其概率第一章概率论与数理统计T H A A A A BA B A B A B A A A A A C A B A C B A C A B A C B A C B A C B A C B A C B A C B A C B A AB B A A B B A A A j i A A A A A j i A A A A A A A B B A A A B A B A B A B A B A B A B A B A A A A A A A A B A AB B A B A A A A A A A A B A B A B A B A B A A B B A B A A B A B A B B A A B A B B A i A B A EC B A E E ii i i i i i i i i i i i i i ni j i i j i n n i i i i i i i i i 311,43219),),8765.)(4.3.21),2,1(.3.,,2321.11111111121211212112121∞=∞=∞=∞=∞=∞=∞==∞=∞==============ΩΩ=Ω=≠==≠===-===⊆⊆⊂⊃⊇⊆⊇=Ω--ΩΩΩφφφφω,则有是两两互不相容的事件,,,设特别地:有限可加性,(有,一般地:对任意事件)()()()()()()()()()()()(有、、件)加法公式:对任意事()()()且()()(时,特别:当)()()(,有和个事件)减法公式,对任意两()()()(、概率的性质:(,则为两两互不相容的事件,,、)可列可加性设()(,对于必然事件)规范性()(,对于任意事件)非负性()为概率:(事件集合上的函数,则称满足下列条件的的样本空间为试验、概率的定义:设随机质三、事件的概率及其性示事件。
考研概率论讲义
概率论与数理统计考研辅导讲义白云霄第一章 随机事件及其概率1、随机事件、样本空间、概率的定义例1. 写出下列试验的样本空间与事件A 的样本点1. 同时掷两颗骰子,记录其点数之和;A :点数之和为偶数 2. 相继掷两次硬币。
A :第一次出现正面3. 研究甲、乙两件产品的销售状况(畅销、滞销) 4. 经过三个十字路口遇到红灯的个数2、事件的关系及其运算例2设A,B 是任意两个随机事件,则()()()(){}______=++++B A B A B A B A P 例3设,,A B C 为三个事件,试将下列事件用,,A B C 表示出来: (1) A 发生,B 与C 不发生 (2) A ,B ,C 至少有一个发生 (3) A ,B ,C 恰好有一个发生 (4) A ,B ,C 至少有一个不发生 (5) A ,B ,C 最多有一个不发生(6)A 不发生,B ,C 中至少有一个发生3、概率的计算方法有:古典概率、加法公式、乘法公式、 条件概率、全概公式及逆概公式、二项公式 1. 古典概型 I 取次品例1一批产品共有10个正品和2个次品,任意抽取4个,求:(1) 只有一件次品的概率;(2)至多一个次品的概率;(3)至少一个次品的概率。
例2袋中有50个乒乓球,其中20个黄球,30个白球,今有两个人依次随机的从袋中各取一球,取后不放回,则第二个人取得黄球的概率是? II 排数字例3从1,2,3,4中任意选出三个不同的数字形成三位数,求此三位数大于300的概率。
例4一个三位数由1,2,3,4中的三个数字形成(个、十、百位可以相同),求此三位数大于300的概率。
例5 把10本书任意地放在书架上,求其中指定的3本书放在一起的概率 III 质点入盒例6将3个球随机地放入4个杯子中去,问杯子中球的最大个数分别为1,2,3的概率各是多少?例7设将C,C,E,E,I,N,S 等7个字母随意地排成一行,那么恰好排成英文单词SCIENCE 的概率为?IV 配鞋子例8从5双不同大小的鞋中取出4只,求: (1) 刚好是两双的概率;(2)不配队的概率 V 几何概型例9设,x y 在[0,1]随机取值,求 (1)(1)P x y +<;(2)1()4P xy <例10某码头上只能容一只船,现预知某日将独立来到两只船,且在24小时内随机到达, 如他们需要停靠的时间为3小时,求一船要在江中等待的概率。
考研数学基础班概率统计辅导讲义
若 lim M = p ,则对于一切 n ≥ 1, k = 0,1,
N →∞ N
,
n
,有
C C k n−k M N−M CNn
≈ Cnk pk (1− p)n−k .
j ≤ n ,有
5. n 个事件的相.互.独.立.:设 A1, A2 , , An 是 n 个事件,如果对任意的 k (1 < k ≤ n) ,任意 的1 ≤ i1 < i2 < < ik ≤ n ,具有等式 P( Ai1 Ai2 Aik ) = P( Ai1 )P( Ai2 ) P( Aik ) ,称 n 个事件 A1, A2 , , An 相互独立.
3. 常见的离散型随机变量的分布:
5
(1) 0 −1 分布 X ~ B(0−1) ,其分布律为
P{X = k} = pk (1− p)1−k , k = 0,1, 0 < p < 1 .
(2)二项分布 X ~ B(n, p) ,其分布律为
P{X = k} = Cnk pk (1− p)n−k , k = 0,1, , n, 0 < p < 1 . (3)泊松(Poisson)分布 X ~ P(λ) ,其分布律为
k =1
k =1
和事件.
3. 积事件:事件 A 与 B 同时发生,记为 A ∩ B 或 AB .
∩ ∩ n
∞
类似地,称 Ak 为 n 个事件: A1, A2 , An 的积事件;称 Ak 为可.列.个事件 A1, A2 , 的
k =1
k =1
积事件.
4. 差事件:事件 A 发生而 B 不发生,记为 A − B 称为 A 与 B 的差事件;
1
5. 互不相容性:若 AB = φ ,称事件 A 与 B 是互不相容的,或互斥的. 6. 逆事件:若 A ∩ B = φ 且 A ∪ B = Ω ,称 A 与 B 互为逆事件,或对立事件;将 A 的对立
2021年考研概率论与数理统计零基础讲义
(1)在相同的条件下,试验可以重复地进行. (2)试验的结果不止一种,而且事先可以确知试验的所有结果. (3)在进行试验前不能确定出现哪一个结果. 那么我们就称它是一个随机试验,以后简称为试验.一般用字母 E 表示.
§2 样本空间、随机事件
(一)样本空间 在随机试验中,每一个可能出现的不可分解的最简单的结果称为随机试验的
3. 事件运算的性质:一般先逆后积再和差 1)交换律: A B B A ; AB BA.
2)结合律: (A B) C A (B C) ; (A B) C A (B C) .
3)分配律: (A B)C (AC) (BC) ; A (BC) (A B)(A C) .
1
A , B 对立: A B 且 A B A , B 不能同时发生但必然有一个发生. 2. 事件的运算 (1) A 与 B 的和事件:记为 A B 或 A B
A 发生或 B 发生 A , B 至少有一个发生 (2) A 与 B 的积事件:记为 A B 或 AB A 发生且 B 发生 A , B 同时发生. (3) A 与 B 的差事件:记为 A B A 发生且 B 不发生. 注意: A B AB .
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2016考研数学概率论零基础入门讲目录第一讲随机事件与概率 (1)第二讲一维随机变量及其概率分布 (7)第三讲随机变量的数字特征 (12)【注】(1)数二的考生不需要学习这部分内容。
(2)老师没有完全按照讲义的顺序讲课,而是打乱了顺序,重新整合授课体系,但是老师所讲的内容多数是包含在讲义中的,讲义中没有的内容需要同学们自己做笔记.第一讲随机事件与概率一、从古典概型讲起1.随机试验与随机事件称一个试验为随机试验,如果满足:(1)同条件下可重复(2)所有试验结果明确可知且不止一个(3)试验前不知哪个结果会发生【注】①在一次试验中可能出现,也可能不出现的结果称为随机事件,简称为事件,并用大写字母A, B, C 等表示,为讨论需要,将每次试验一定发生的事件称为必然事件,记为Ω.每次试验一定不发生的事件称为不可能事件,记为φ.②随机试验每一最简单、最基本的结果称为基本事件或样本点,记为ωi .2.古典概率称随机试验(随机现象)的概率模型为古典概型,如果其基本事件空间(样本空间)满足:(1)只有有限个基本事件(样本点);(2)每个基本事件(样本点)发生的可能性都一样.【注】①等可能:对于可能结果: ω1,ω2 , ,ωn ,我们找不到任何理由认为其中某一结果ωi 更易发生,则只好(客观)认为所有结果在试验中发生的可能性一样.②如果古典概型的基本事件总数为n ,事件A 包含k 个基本事件,即有利于A 的基本事件k 个.则A 的概率定义为P( A) =k=事件A所含基本事件的个数n由上式计算的概率称为A 的古典概率.3.计数方法基本事件总数1n (1)穷举法:样本点总数不大时 (2)集合对方法:①加法原理:完成一件事,有n 类方法,第一类方法中有m 1 种方法,第二类方法中有m 2种方法,……,第n 类方法中有m n 种方法,则完成此事共有m 1 + m 2 + + m n 种办法.②乘法原理:完成一件事,有 n 个步骤,第一步中有 m 1 种方法,第二步中有 m 2 种方法,……,第n 步中有m n 种方法,则完成此事共有m 1 ⋅ m 2 m n 种办法.③排列:从 n 个不同元素中取出 m (m ≤ n ) 个元素,按照一定的顺序排成一列,叫排列.所有排列的个数叫做排列数,记作 P m= n (n -1) (n - m +1) =n !(n - m )!.当m = n 时,P m = P n = n !,称为全排列.nn④组合:从n 个不同元素中取出m(m ≤ n ) 个元素并成一组,叫组合.所有组合的个数mP m m m 叫做组合数,记作C n = n,也有 P n m != C n ⋅ m !.(3)用对立事件思想 4.例题分析【例 1】从 0 到 9 这十个数字中任取 3 个不同的数字,求 (1)三个数中不含 0 和 5 的概率 (2)三个数中不含 0 或 5 的概率 (3)三个数中含 0,但不含 5 的概率【例 2】假设袋中有 5 个球,3 白球 2 黑球,求 (1)先后有放回取 2 球,至少有一白球的概率; (2)先后无放回取 2 球,至少有一白球的概率; (3)任取 2 球,至少有一白球的概率.【例 3】假设袋中有 100 个球,40 个白球,60 个黑球(1)先后无放回取 20 个,求取到 15 个白球 5 个黑球的概率; (2)先后无放回取 20 个,求第 20 次取到白球的概率; (3)先后有放回取 20 个,求取到 15 个白球 5 个黑球的概率;2∑ ∏ (4)先后有放回取 20 个,求第 20 次取到白球的概率. 二、几何概型 1.引例 天上掉馅饼 2.几何概型的定义如果(1)样本空间(基本事件空间)Ω 是一个可度量的几何区域;(2)每个样本点(基本事件) 发生的可能性都一样,即样本点落入 Ω 的某一可度量的子区域 A 的可能性大小与 A 的几何度量成正比,而与 A 的位置及形状无关,我们就称这样的随机试验的概率模型为几何概型,在几何概型随机试验中,如果 S A 是样本空间 Ω 一个可度量的子区域,则事件 A =“样本点落入区域 S A ”的概率定义为P ( A ) =S A 的几何测度 Ω的几何测度由上式计算的概率称为 A 的几何概率【评注】 基本事件有限、等可能的随机试验为古典概型;基本事件无限、等可能的随机试验为几何概型. 3.例题分析【例 1】君子有约,上午 9:00-10:00 到新东方大厦门口见面,先到者等 20 分钟即离开,求甲、乙两人相遇的概率.【例 2】在区间(0,1) 中随机取两个数,则两数之和小于 6的概率为 .5三、重要公式求概率1.重要公式总结(1)求逆公式 P ( A ) = 1- P ( A ).(2)减法公式 P (A -B )=P (A ) -P (AB ). (3)加法公式 P (A ∪B )=P (A )+P (B )-P (AB )P (A ∪B ∪ C )=P (A )+P (B )+P (C )P (AB )P (AC )P (BC )+P (ABC ).【注】①设 A 1,A 2,…,A n 是两两互不相容的事件,则 P ( n nA i ) = P ( A i )i =1i =1②若 A 1,A 2,…,A n 相互独立,则 P ( n nA i ) = 1 - [1 - P ( A i )]i =1i =1(4)条件概率公式 设 A 、B 为任意两个事件,若 P (A )>0,我们称在已知事件 A 发生的条件下,事件 B 发生的概率为条件概率,记为 P (B |A ),并定义3nP (B | A ) = P ( AB )P ( A )(P (A )>0).【注】(1)条件概率 P (·|A )是概率,概率的一切性质和重要结果对条件概率都适用,例如:P (B | A ) = 1- P (B | A ),P (B - C | A ) = 1- P (B | A ) - P (BC | A ) > 0 ,等等.(2)条件概率就是附加一定的条件之下所计算的概率.当说到“条件概率”时,总是指另外附加的条件,其形式可归结为“已知某事件发生了”. (5)乘法公式如果 P (A )>0,则 P (AB )=P (A )P (B |A ).一般地,如果 P (A 1…A n -1)>0,则P (A 1A 2…A n )=P (A 1)P (A 2|A 1)P (A 3|A 1A 2)…P (A n |A 1…A n -1) 【注】A i 先于 A i +1 发生时用此公式. (6)全概率公式(全集分解思想)n如果A i= Ω, A iAj= φ(i =/ i -1 j ), P ( A i ) > 0 ,则对任一事件 B ,有nnB =A iB , P (B ) = ∑P ( A i)P (B | A i).i -1i -1(7)贝叶斯(Bayes )公式(逆概公式)n如果A i= Ω, A iAj= φ(i =/ i =1j ), P ( A i ) > 0 ,则对任一件事 B ,只要 P (B )>0,有P ( A i | B ) =P ( A i )P (B | A i )(i = 1,2, , n )∑P ( A i)(B | A i)i =1【注】①要注意 P (AB )与 P (B |A )的区别:P (AB )是在样本空间为 Ω 时,A 与 B 同时发生的可能性,而 P (B |A )则是表示在 A 已经发生的条件下,B 发生的可能性,此时样本空间已由 Ω 缩减为 A ,只要题目中有前提条件: “在 A 发生的条件下”或“已知 A 发生”等等,均要考虑条件概率.②全概率公式是用于计算某个“结果”B 发生的可能性大小.如果一个结果 B 的发生总是与某些前提条件(或原因、因素或前一阶段结果)A i 相联系,那么在计算 P (B )时,我们总是将 B 对 A i 作分解:B =A iB ,应用全概率公式计算 P (B ).如果在 B 发生的条件下探求导致这i4一结果的各种“原因”A i发生的可能性大小P(A i|B),则要应用Bayes 公式.2.随机事件相互独立与独立试验序列概型(1)独立性定义描述性定义(直观性定义)设A、B 为两个事件,如果其中任何一个事件发生的概率不受另外一个事件发生与否的影响,则称事件A 与B 相互独立.设A1,A2,…,A n是n 个事件,如果其中任何一个或几个事件发生的概率都不受其余的某一个或某几个事件发生与否的影响,则称事件A1,A2,…,A n相互独立.数学定义设A、B 为事件,如果P(AB)=P(A)P(B),则称事件A 与B 相互独立,简称为A 与B 独立.设A1,A2,…,A n为n 个事件,如果对其中任意有限个事件A i1,A i2,…,A ik(k≥2),有P(A i1A i2…A ik)=P(A i1)P(A i2)…P(A ik),则称n 个事件A1,A2,…,A n相互独立.(2)独立性的判定1°直观性判定:若试验独立其结果必相互独立.例如:甲、乙各自试验结果相互独立;袋中有返回取球其结果相互独立等.2°充要条件.k k〈1〉A1…A n相互独立⇔任意k≥2;P( A ij ) =∏P( A ij ).j =1 j =1特别地A、B 独立⇔P(AB)=P(A)P(B).若0<P(A)<1,则A、B 独立⇔P(B | A) =P(B | A) =P(B).〈2〉n 个事件相互独立的充要条件是,它们中任意一部分事件换成各自的对立事件所得到的n 个事件相互独立.3°必要条件.〈1〉n 个事件相互独立必两两独立,反之不然.〈2〉n 个事件相互独立,则不含相同事件的事件组经某种运算后所得的事件是相互独立的.例如,A、B、C、D 相互独立,则AB 与C ∪D 相互独立,A 与BC- D 相互独立,等等.4°一定独立与一定不独立的判定.概率为1 或零的事件与任何事件都相互独立.如果0<P(A)<1,0<P(B)<1,A 与B 互5不相容或存在包含关系,则 A 与B 不相互独立.【评注】在现实生活中,难于想像两两独立而不相互独立的情况,可以这样想:独立性毕竟是一个数学概念,是现实世界中通常理解的那种“独立性”的一种数学抽象,它难免会有些不尽人意的地方.3.例题分析【例1】假设有10 份报名表,3 份女生报名表,7 份男生报名表。
现从中每次任取一份,取后不放回,求下列事件的概率:(1)第三次取到女生报名表的概率;(2)第三次才取到女生报名表的概率;(3)已知前两次没有取到女生报名表,第三次取到女生报名表的概率.【例2】假设甲、乙两名射击手,甲命中的概率为0.6,乙命中的概率为0.5,求(1)甲、乙中任选一人去射击;(2)甲、乙各自独立去射击;若目标命中,则是甲命中的概率为多少?6第二讲 一维随机变量及其概率分布1.基本概念与常用分布1.随机变量的定义随机变量就是“其值随机会而定”的变量.设随机试验 E 的样本空间为 Ω={ω },如果对每一个ω ∈Ω,都有唯一的实数 X ( ω )与之对应,并且对任意实数 x ,{ ω :X (ω )≤x }是随机事件,则称定义在 Ω 上的实单值函数 X ( ω )为随机变量.简记为随机变量 X .一般用大写字母 X ,Y ,Z …或希腊字母 ξ,η,ξ…来表示随机变量.【评注】 随机事件是从静态的观点来研究随机现象,而随机变量则是一种动态的观点, 如高等数学中常量与变量的区别与联系.2.随机变量的分布函数(1)定义 设 X 是随机变量,x 是任意实数,称函数 F (x ) =∧P {X ≤x }(x ∈R )为随机变量 X 的分布函数,或称 X 服从分布 F (x ),记为 X ~F (x ).(2)充分必要条件 函数 F (x )为某一随机变量 X 的分布函数的充要条件是 1° F (x )是 x 的单调不减函数,即对任意 x 1<x 2,有 F (x 1)≤F (x 2);2° F (x )是 x 的右连续函数,即对任意 x ∈R ,有 lim F (x ) =∧F (x + 0) = F (x ) ;3° F (-∞) =∧lim F (x ) = 0, F (+∞) = lim F (x ) = 1.x → x + 0x →-∞x →+∞【评注】 务必记住分布函数是事件的概率.由此知 0≤F (x )≤1,即 F (x )是有界函数. 3.离散型随机变量及其概率分布如果随机变量 X 只可能取有限个或可列个值 x 1,x 2,…,则称 X 为离散型随机变量,称 p i =P (X =x 1),i =1,2,…,为 X 的分布列、分布律或概率分布,记为 X ~p i .概率分布常常用表格形式或矩阵形式表示,即或 X ~ ⎛ x 1p x 2 ⎫⎪ p ⎪ ⎝ 1 2 ⎭数列{p i :i =1,2,…}是离散型随机变量概率分布的充要条件是 p i ≥0(i =1,2,…)且∑pi= 1.i设离散型随机变量 X 的概率分布为 p i =P (X =x i ),则 X 的分布函数F (x ) = P ( X ≤ x ) = ∑P ( X = x i )x i ≤x7x+∞bbp i =P (X =x i )=P (X ≤x i )-P (X <x i )=F (x i )-F (x i -0) 并且对实数轴上的任一集合 B 有P ( X ∈ B ) = ∑P ( X = x i )x i ∈B4.连续型随机变量及其概率密度 如果随机变量 X 的分布函数可以表示为F (x ) = ⎰-∞ f (t )d t (x ∈ R)其中 f (x )是非负可积函数,则称 X 为连续型随机变量,称 f (x )为 X 的概率密度函数,简称为概率密度或密度函数,记为 X ~f (x ).f (x )为某一随机变量 X 概率密度的充要条件是,f (x )≥0 且 ⎰-∞f (x )d x = 1(由此可知,可以改变 f (x )有限个点的值,f (x )仍然是密度函数).设 X ~f (x ),则 X 的分布函数 F (x )是 x 的连续函数;在 f (x )的连续点 x 0 处有 F '(x 0)=f (x 0); 如果 F (x )是连续函数,除有限个点外,F '(x )存在且连续,则 X 为连续型随机变量,且 f (x ) =F '(x )(在 F '(x )不存在地方可以令 f (x )=0 或取其他值).设 X 为连续型的,即 X ~f (x ),则对任意实数 c 有 P (X =c )=0;对实数轴上任一集合 B有P ( X ∈ B ) = ⎰ f (x )d x .B特别是P (a <X <b )=P (a ≤X <b )=P (a <X ≤b )= P (a ≤ X ≤ b ) = ⎰af (x )d x = F (b ) - F (a ).【评注】(1)“密度函数”这名词的来由可解释如下,取定一个点 x ,则按分布函数的定义, 事件{x <X ≤x +h }的概率(h >0 为常数),应为 F (x +h )-F (x ).所以,比值[F (x +h )F (x )]/h 可以解释为在 x 点附近 h 这么长的区间(x ,x +h )内,单位长所占有的概率.令 h →0,则这个比的极限,即 F '(x )=f (x ),也就是在 x 点处(无穷小区段内)单位长的概率,或者说,它反映了概率在 x 点处的“密集程度”.你可以设想一条极细的无穷长的金属杆,总质量为 1,概率 密度相当于杆上各点的质量密度.(2) P (a < X < b ) =⎰af (x )d x 意味着 X 落入某一区间的概率等于该区间之上、密度函数之下曲边梯形的面积,应用概率的这种几何意义,常常有助于问题的分析与求解. 2.常见的离散型、连续型分布8⎭ λ -λ-⎨b - a ⎨ ⎩ (1)0—1 分布 B (1,p )⎛ 10 ⎫ 如果 X 的概率分布为 X ~⎝ 1 - P ⎪⎪ 即 P (X =1)=p ,P (X =0)=1-p ,则称 X 服从参数为 p 的 0—1 分布,记为 X ~B (1,p )(0<p <1).(2)二项分布 B (n ,p )如果 X 的概率分布为 p = P (X = k ) = C k p k (1- p )n -k , k = 0,1, , n , 0 < p < 1,则称 X 服从kn参数为(n ,p )的二项分布,记为 X ~B (n ,p ).【评注】①如果 X 是 n 重贝努利试验中事件 A 发生的次数,则 X ~B (n ,p ),其中 p = P (A ).这个结论在解题中我们要经常用到.②泊松定理,若 X ~B (n ,p ),当 n 很大,p 很小,λ=np 适中时,二项分布可用泊松分k kn -kλk -λ布近似,即C n p (1 - p )≈ k ! e .(3)泊松分布 P (λ)如果 X 的概率分布为 p k = P ( X = k ) =松分布,记为 X ~P (λ).kk !e , k = 0,1, , λ > 0 ,则称 X 服从参数为 λ 的泊(4)几何分布 G (P )如果 X 的概率分布为 p k =P (X =k )=q k 1p ,k =1,2,…,0<p <1,q =1-p ,则称 X服从参数为 p 的几何分布,记为 X ~G (p ).(5)超几何分布 H (N ,M ,n )C k C n - k如果 X 的概率分布为 p k = P ( X = k ) =M N - Mn N, k = 0,1, , min(M , n ), M , N , n 为正整数,则称 X 服从参数为 N ,M ,n 的超几何分布,记为 X ~H (N ,M ,n ).(6)均匀分布 U (a ,b )如果 X 的概率密度或分布函数为⎧ 1 ⎧ 0, x < a , f (x ) = ⎪ , a < x < b , 或 F (x ) = ⎪ x - a , b - a a ≤ x < b , ⎩⎪ 0, 其他, ⎪ 1, b ≤ x ,则称 X 在区间(a ,b )上服从均匀分布,记为 X ~U (a ,b ).【评注】 区间(a ,b ),可以是闭区间[a ,b ];几何概型是均匀分布的实际背景.用几 何概率计算事件概率时已假设点在区域内服从均匀分布.几何概率可以用均匀分布计算.9P C(7)指数分布 E (λ)如果 X 的概率密度或分布函数为⎧λe -λ x , f (x ) = ⎨x > 0⎧1 - e -λ x , 或 F (x ) = ⎨ x ≥ 0 (λ > 0) ⎩ 0, x ≤ 0 ⎩ 0,x < 0F (x )=则称 X 服从参数为 λ 的指数分布,记为 X ~E (λ). (8)正态分布 N (μ,σ2) 如果 X 的概率密度1- 1 ( x -μ )2 f (x ) = e 2 σ2πσ(-∞ < x < ∞)其中-∞<μ<∞,σ>0,则称 X 服从参数为(μ,σ2)的正态分布或称 X 为正态变量,记为 X ~N (μ,σ2).此时 f (x )图形关于直线 x =μ 对称,即 f (μ-x )=f (μ+x ),并在 x =μ 处有唯一 最大值 f (μ) =1 .2πσ称 μ=0,σ=1 的正态分布 N (0,1)为标准正态分布,通常记标准正态分布密度函数为ϕ (x ) =- 1 x 2e 22π,分布函数为 Ф(x ).显然 φ(x )为偶函数,Φ(0) = 1,Φ(-x ) = 1- Φ(x ). 2若 X ~N (0,1),Ф(μα)=P (X ≤μα)=α,则称 μα 为标准正态分布下 α 分位数.如果 X ~N (μ, σ2),则其分布函数F (x ) = P ( X ≤ x ) = Φ(x - μ); F (μ - x ) + F (μ + x ) = 1σP (a < X < b ) = Φ(b - μ ) - Φ( a - μ)ο σaX +b ~N (aμ+b ,a 2σ2)(a ≠0).注意:“分布”两字在离散型随机变量场合泛指概率分布或分布函数;对连续型则泛指概率密度或分布函数;一般地则是指分布函数.二项分布,泊松分布与正态分布是概率中最重要的三个分布.3.典型例题分析 1.求随机变量的分布【例 1】已知随机变量 X 的概率分布为101, ⎪ 4且 P ( X ≥ 2) = 3,求未知参数θ 及 X 的分布函数 F(x).4【例 2】已知随机变量 X 的分布函数为 F(x),概率密度函数为 f(x).当 x ≤ 0 时,f(x)连续且 f(x)= F(x),若 F(0)=1,求 F(x),f(x).2. 求随机变量函数的分布【例】设X U [0,π ] ,求Y = sin X 的概率密度 f Y ( y ) .⎧1-1 < x < 0, ⎪ 2 1 【例】设随机变量 X 的概率密度为 f (x ) =, 0 ≤ x < 2, ,Y = X 2 ,求 f ( y ) . X ⎨ Y ⎪ ⎪ 0,其他 ⎪⎩11⎰ +∞第三讲 随机变量的数字特征1 基本概念1 随机变量的数学期望1.定义 设 X 是随机变量,Y 是 X 的函数:Y =g (X ),(1) 如果 X 是离散型随机变量,其分布律为 p i =P {X =x i }(i = 1, 2, …).若级数∞∞ ∑x iP {X = x i} 绝对收敛,则称随机变量 X 的数学期望存在,并将级数∑x iP {X = x i} 和称i =1 i =1为随机变量 X 的数学期望,记为 E (X )或 EX ,即EX = ∑x i P {X = x i }i =1否则称 X 的数学期望不存在.若级数∑g (x i)P {X = x i} 绝对收敛,则称 Y =g (X )的数学期望 Eg (X )存在,且 Eg (X )=i =1∑g (x i)P {X = x i} .否则称 g (X )的数学期望不存在.i =1+∞(2)如果 X 是连续型随机变量,其密度函数为 f (x ),若积分 -∞xf (x )d x 绝对收敛,则称 X数学期望 EX 存在, 且 EX =ˆ⎰-∞xf (x )d x ,否则称 X 的数学期望不存在. 若积分+∞+∞⎰-∞g (x ) f (x )d x 绝对收敛,则称 g (X )的数学期望存在,且 Eg ( X ) = ⎰-∞ g (x ) f (x )d x .否则称 g (X )的数学期望不存在.【评注】(1)数学期望又称为概率平均值,常常简称为期望或均值.数学期望是描述随机变量平均取值状况特征的指标,它刻画随机变量一切可能值的集中位置.(2)在数学期望的定义中要求级数(或积分)绝对收敛,否则说期望不存在.这是因为 X 的期望存在与 X 的取值顺序无关,任意改变 x i 的次序不应改变 EX 的存在性,这在数学上就要求级数(或积分)绝对收敛,况且绝对收敛又有很多性质也便于数学上的处理.2.性质(1)对任意常数 a i 和随机变量 X i (i =1,…,n )有12∞∞∞n= ∑a DX + 2 2 nnE (∑a i X i ) = ∑a i EX ii =1i =1特别地 Ec =c ,E (aX +c )=aEX +c ,E (X ±Y )=EX ±EY . (2)设 X 与 Y 相互独立,则E (XY )=EX ·EY ,Eg 1(X )g 2(Y )=Eg 1(X )·Eg 2(Y ) 一般地,设 X 1,X 2,…,X n 相互独立,则n n n nE (∏X i ) = ∏EX i , E (∏g i ( X i )) = ∏Eg i ( X i ).i =1i =1i =1i =12 随机变量的方差(Variance )与标准差1.定义 设 X 是随机变量,如果 E (X -EX )2 存在,则称 E (X -EX )2 为 X 的方差,记为 DX 或 V ar (X ),即 DX =Var (X ) =ˆ E (X -EX )2=EX 2-(EX )2.称 DX 为 X 的标准差或均方差,称随机变量 X *=ˆ此时 EX *=0,DX *=1.2.性质(1)DX ≥0,EX 2=DX +(EX )2≥(EX )2. (2)Dc =0(c 为常数).DX =0 ⇔ P {X =EX }=1. (3)D (aX +b )=a 2DX . (4)D (X ±Y )=DX +DY ±2 E (XEX )(Y -EY )=DX +DY ±2cov( X ,Y )X - EX 为 X 的标准化随机变量,DXnn nD (∑a i X i ) = ∑∑a i a jE ( X i - EX i )( X j - EX j )i =1i =1 j =1= ∑a 2 DX + 2 ∑ a a E ( X - EX )( X - EX )ii =1ji jiijj1≤i < j ≤ni i ∑ a i a j cov(X i , X j ) i =1 1≤i < j ≤n(5)如果 X 与 Y 独立,则D (aX +bY )=a 2DX +b 2DY , D (XY )=DXDY +DX (EY )2+DY (EX )2≥DX ·DY13n一般地,如果 X 1,X 2,…,X n 两两相互独立,g i (x )为 x 连续函数,则n nD (∑a X ) = ∑a 2 DX ,iii =1iii =1nnD (∑g i ( X i )) = ∑Dg i ( X i ),i =1i =1(6)对任意常数 c ,有 DX =E (X -EX )2≤E (X -c )2.2 典型例题3 【例 1】设试验成功的概率为 4验次数的数学期望.1,失败的概率为 4,独立重复试验直到成功两次为止,求试【例2】已知随机变量X 与Y 的相关系数为0.9,若Z=X-0.4,则Y 与Z 的相关系数为 .【例 3】将一枚硬币重复掷 n 次,以 X 和 Y 分别表示正面向上和反面向上的次数,则ρXY = .14。