样本空间、随机事件
1-2节 样本空间和随机事件
A ( B C ) ( A B) ( A C ),
(4)德 摩根律 : A B A B, A B A B.
(对偶律)
A A,
i 1 i i 1 i
样本空间的元素由试验的目的所确定.
二、随机事件
随机事件 在一次试验中可能发生也可能不发
生的结果称为随机事件, 简称事件.事件常用A、
B、C表示. 随机事件是由样本空间的某些样本点构成的. 例如 抛掷一枚骰子, 观察出现的点数. 试验中,骰子“出现1点”, “出现2点”, … ,“出现6 点”, “点数不大于4”, “点数为偶数” 等都为随机事件.
空集 和样本空间S都是样本空间S的子集, 在每次试验中 必不发生,称 为不可能事件; S 必发生,称 S为必然事件. 为叙述方便,把不可能事件和必然事件都包括 在随机事件中.
三、事件间的关系及运算
设试验 E 的样本空间为 S , 而 A, B, Ak (k 1,2,) 是 S 的子集.
个事件,称此事件为事件 A与事件B的积事
件. 记作 A I B或AB 显然 A I B {e | e A且e B}.
A AB
B
S
图示:事件A与B 的积事件.
积事件具有如下性质:
(1)若A B, 则A B A; B A, 则A B B.
(2) A B A; A B B.
3. 和事件
“事件 A与事件B至少有一个发生”也是 一 个事件, 称此事件为事件 A 与事件B的和事件. 记作A B,显然A B {e | e A或e B}.
B A
S
1.2样本空间、随机事件
二、随机事件的概念
1. 基本概念
随机试验 E 的样本空间 S 的子集称为 E 的随 机事件, 简称事件.
每次实验中, 当且仅当这一子集中的一个样本 点出现时, 称这一事件发生.
由一个样本点组成的单点集, 称为基本事件.
样本空间 S包含所有的样本 , 它点是S自身的 子集, 在每次实验中它总是发生的, S称为必然事 件.
A S
某种产品的合格与否是由该产品的长度与直
径是否合格所决定, 因此 “产品不合格”是“长
不合格”与“直径不度合格”的并.
n
推广 称 A k为 n个事 A 1,A 2 件 , ,A n的和事 k1
件, 称 A k为可列 A 1,A 个 2, 的 事和 件 . 事件 k1
3 . 事 A B x x 件 A 且 x B , 称为事件A
它既可以作为抛掷硬币出现正面或出现反面的模 型, 也可以作为产品检验中合格与不合格的模型, 又能用于排队现象中有人排队与无人排队的模型.
课堂练习
写出下列随机试验的样本空间. 1. 同时掷三颗骰子,记录三颗骰子之和. 2. 生产产品直到得到10件正品,记录生产产品的 总件数.
所以在具体问题的研究 中, 描述随机现象的第一步 就是建立样本空间.
对立事件与互斥事件的区别
A、B 互斥
A、B 对立
A
BS
AB
互斥
A
B A S
A B S 且 A B
对立
事件间的运算规律 设A,B,C为事,件 则有
(1)交换律 AB BA; AB BA.
(2)结合律 A(BC) (AB)C; A(BC) (AB)C.
(3)分配律 A(BC) (A B ) (A C ); A(BC) (A B ) (A C ).
样本空间、随机事件
(8) ,,C 都不发生: C 或 C 。
例1.3 设事件A 表示“甲种产品畅销,乙种产品滞销”,求其 对立事件A。
解 设B =“甲种产品畅销”,C=“乙种产品滞销”
则
C
故 C C = “甲种产品滞销或乙种产品畅销”。
概率学与数理统计
4.差事件
“事件A 发生而B 不发生”的事件称为A 与B 的差
事件,简称差,记为 B ,如图1-4。
由事件差的定义,立即得到: 对任一事件A,有
, ,
图1-4
5.互不 相容
如果两个事件A 与B 不可能同时发生,则称事件A
与B 为互不相容(互斥),记作 B ,如图1-5。
温度,并设这一地区温度不会小于T0 也不会大于T1。
6 :Y,N ,其中Y 表示合格,N 表示不合格;
7 : q q 0
随机事件:随机试验E 的样本空间Ω 的子集称为E 的随机事 件,简称事件,一般用大写字母 A,B,C 表示。
事件发生:在每次试验中,当且仅当一个事件A 中的一个样 本点出现时,称这一(亦即基本结果),称为基
本事件。例如,试验E1 有两个基本事件H 、T;试验E2 有36个
基本事件 1,1、1,2 、…、6,6。
每次试验中都必然发生的事件,称为必然事件。样本空间 Ω 包含所有的样本点,它是Ω 自身的子集,每次试验中都必然 发生,故它就是一个必然事件。因而必然事件我们也用Ω 表示。 在每次试验中不可能发生的事件称为不可能事件。空集 不包 含任何样本点,它作为样本空间的子集,在每次试验中都不可 能发生,故它就是一个不可能事件。因而不可能事件我们也用 表示。
为对立事件。
与集合运算的规律一样,一般事件的运算满足如下关系:
§1.1随机事件与样本空间
§1.1随机事件与样本空间§1.1 随机事件与样本空间随机事件与样本空间是概率论中的两个最基本的概念。
⼀、基本事件与样本空间对于随机试验来说,我们感兴趣的往往是随机试验的所有可能结果。
例如掷⼀枚硬币,我们关⼼的是出现正⾯还是出现反⾯这两个可能结果。
若我们观察的是掷两枚硬币的试验,则可能出现的结果有(正、正)、(正、反)、(反、正)、(反、反)四种,如果掷三枚硬币,其结果还要复杂,但还是可以将它们描述出来的,总之为了研究随机试验,必须知道随机试验的所有可能结果。
1、基本事件通常,据我们研究的⽬的,将随机试验的每⼀个可能的结果,称为基本事件。
因为随机事件的所有可能结果是明确的,从⽽所有的基本事件也是明确的,例如:在抛掷硬币的试验中“出现反⾯”,“出现正⾯”是两个基本事件,⼜如在掷骰⼦试验中“出现⼀点”,“出现两点”,“出现三点”,……,“出现六点”这些都是基本事件。
2、样本空间基本事件的全体,称为样本空间。
也就是试验所有可能结果的全体是样本空间,样本空间通常⽤⼤写的希腊字母Ω表⽰,Ω中的点即是基本事件,也称为样本点,常⽤ω表⽰,有时也⽤A,B,C 等表⽰。
在具体问题中,给定样本空间是研究随机现象的第⼀步。
例1、⼀盒中有⼗个完全相同的球,分别有号码1、2、3……10,从中任取⼀球,观察其标号,令=i {取得球的标号为i },=i 1,2,3,…,10. 则Ω={1,2,3,…,10},=i ω{标号为i },=i 1,2,3,…,101ω,2ω,…, 10ω为基本事件(样本点)例2 在研究英⽂字母使⽤状况时,通常选⽤这样的样本空间:Ω={空格,A,B,C,…,X,Y,Z}例 1,例 2讨论的样本空间只有有限个样本点,是⽐较简单的样本空间。
例3讨论某寻呼台在单位时间内收到的呼叫次数,可能结果⼀定是⾮负整数⽽且很难制定⼀个数为它的上界,这样,可以把样本空间取为Ω={0,1,2,3,…}这样的样本空间含有⽆穷个样本点,但这些样本点可以依照某种顺序排列起来,称它为可列样本空间。
1.2 样本空间、随机事件
S
A=B,则称事件 相等。 若 A ⊂ B 且 B ⊃ A ,即 A=B,则称事件 A 与事件 B 相等。
2°事件 A U B = { x | x ∈ A 或 x ∈ B }称为事件 A 与 B 的 ° 中至少有一个发生。 和事件,它指的是事件 A 与事件 B 中至少有一个发生。 事件,它指的是事件
如何来研究随机现象? 如何来研究随机现象 随机现象是通过随机试验来研究的! 随机现象是通过随机试验来研究的! 随机试验来研究的 研究方法?数学方法? 研究方法?数学方法? 将E的结果数量化!---用集合:S={e},A,B… 的结果数量化!---用集合:S={e}, 用集合 引进(随机)变量、函数(概率、分布函数) 引进(随机)变量、函数(概率、分布函数)… 概率论研究的主线? 概率论研究的主线? 1、事件表示:---利用事件间关系、运算表示较复 事件表示:---利用事件间关系、 利用事件间关系 杂事件… 杂事件 计算事件的概率:----利用概率的定义 性质、 利用概率的定义、 2、计算事件的概率:----利用概率的定义、性质、 概率运算公式… 概率运算公式
2. 几点说明
由一个样本点组成的单点集,称为基本事件。 由一个样本点组成的单点集,称为基本事件。 基本事件
S 作为自己的一个子集,在每次试验中必然发生,称为 作为自己的一个子集,在每次试验中必然发生, 必然发生 必然事件; 必然事件; 空集∅ 作为 S 的一个子集,在每次试验中都不会发生,称 的一个子集,在每次试验中都不会发生, 都不会发生 为不可能事件 不可能事件. 事件
子集
事件间关系。。。 随机事件→事件间关系。。。 事件间关系
集合→ 集合→集合间关系运算
定义于集合的函数: 定义于集合的函数:函数
随机事件与样本空间的关系
随机事件与样本空间的关系在概率论中,随机事件与样本空间是密不可分的概念。
理解二者之间的关系对于概率计算和推理至关重要。
本文将介绍随机事件和样本空间的定义、关系以及在概率计算中的应用。
一、随机事件的概念随机事件是指在一次特定的试验中可能发生或不发生的现象。
它是样本空间中的一个子集。
例如,掷一枚硬币,其试验结果可以是正面朝上(事件A)或反面朝上(事件B)。
在这个例子中,事件A和事件B分别是试验的两个随机事件。
二、样本空间的定义样本空间是指一个随机试验中所有可能结果的集合。
它包含了实验中的每一个可能结果。
以掷一枚硬币为例,样本空间为{正面,反面}。
样本空间可以有有限个元素,也可以是一个无穷集合。
三、随机事件与样本空间的关系随机事件是样本空间的子集。
它们之间的关系可以用包含关系来描述。
具体而言,一个事件A发生意味着试验的结果属于A所对应的样本点集合。
相反,如果试验结果属于事件A,那么事件A就发生了。
四、概率计算中的应用概率计算是研究随机事件发生可能性的重要方法。
随机事件和样本空间的关系在概率计算中起着关键作用。
1. 计算概率概率可以通过事件发生的样本点数量与样本空间中样本点总数的比值来计算。
例如,假设在掷一枚硬币的试验中,事件A表示正面朝上,那么事件A发生的概率为P(A) = |A| / |样本空间|,其中|A|表示事件A中的样本点数量,|样本空间|表示样本空间中的样本点数量。
2. 事件间的运算根据随机事件和样本空间的关系,可以进行并、交、差等运算。
例如,事件A和事件B的并集为A∪B,表示A和B中至少有一个发生的样本点的集合。
交集为A∩B,表示A和B同时发生的样本点的集合。
差集为A-B,表示A发生而B不发生的样本点的集合。
3. 条件概率条件概率是指在已知某个事件发生的条件下,另一个事件发生的概率。
条件概率计算中,样本空间会根据已知事件的发生而被限制在一个子集中,从而影响概率的计算。
例如,已知事件A发生的条件下,事件B发生的概率可以表示为P(B|A) = P(A∩B) / P(A),其中P(A∩B)表示事件A和事件B同时发生的概率。
概率论 样本空间、随机事件
S4 ={1,2,3,4,5,6}; S5 ={0,1,2…}; S6 ={t | t≥0} t为灯泡寿命; S7 ={(x,y)|T0≤x≤y≤T1},这里x表示最低温度,y 表示最高温度,并设这一地区的温度不会小 于T0,也不会大于T1。 S8 ={(x,y)|x2+y2≤100}, 注意:样本空间的元素是由试验的目的所确 定的。例如,在E2和E3种同是将一枚硬币连 抛三次,由于试验的目的不一样,其样本空 间也不一样。
反之,当且仅当“接点a未闭合”与“接点 b、c都未闭合”二事件中至少有一事件发 生时,指示灯不亮;所以有
.
这个等式也可以由等式 D= A(B∪C) 利用De Morgan对偶律得到.事实上,我 们有
例7 设A,B,C,D是四个事件,用A,B,C, D的运算关系表示下列事件。 (1)A1:“A,B,C,D中仅有A发生” (2)A2:“A,B,C,D中恰有一个发生” (3)A3:“A,B,C,D中至少有一个发生” (4)A4:“A,B,C,D中至少有两个发生” (5)A5:“A,B,C,D中至多有一个发生” (6)A6:“A,B,C,D中至多有两个发生” (7)A7:“A,B,C,D都不发生” (8)A8:“A,B,C,D不都发生” (9)A9:“A,B,C,D中至多一个发生,但D 不发生” (10)A10:“A,B,C,D中至多一个不发生”
7. 事件的对立
AB , A B
— A 与B 互相对立 A 每次试验 A、 B中 有且只有一个发生 称B 为A的对立事件 (or 逆事件), 记为 B A
注意:“A 与B 互相对立”与 “A 与B 互斥”是不同的概念
B A
运算律
事件 运算 对应 集合 运算
吸收律
随机事件与样本空间
随机事件与样本空间随机事件与样本空间是概率论中的两个基本概念,它们对于理解概率和计算概率具有重要意义。
本文将介绍随机事件与样本空间的定义、性质以及与概率相关的概念。
1. 随机事件的定义及性质在概率论中,随机事件是指可以观察或发生的事情。
形式上,随机事件可以用集合表示。
假设我们在某次实验中观察到了一个事件A,它可以是一个点,也可以是多个点的集合。
这个事件A的发生与否由实验的结果决定。
随机事件可以满足以下几个性质:- 任意事件A发生的概率介于0和1之间:0 <= P(A) <= 1。
- 必然事件的概率为1:P(样本空间) = 1。
- 不可能事件的概率为0:P(空集) = 0。
- 若事件A与事件B互斥(不能同时发生),则它们的概率为零:P(A∩B) = 0。
2. 样本空间的定义及性质样本空间是指一个实验中所有可能结果的集合,常用Ω表示。
样本空间中的每个元素都代表了一个可能的结果。
例如,掷一枚硬币的样本空间为{正面,反面},掷一颗骰子的样本空间为{1,2,3,4,5,6}。
样本空间具有以下性质:- 样本空间是事件的基本组成单元,所有的事件都是由样本空间中的元素构成的。
- 样本空间的元素个数有限且不为0。
- 不同实验的样本空间可以不同。
3. 随机事件的关系与运算在概率论中,我们常常需要对事件之间的关系和事件的运算进行讨论和计算。
常见的事件关系和运算包括:包含关系、互斥关系、并、交、差等。
- 包含关系:事件A包含事件B,表示为A⊇B,当且仅当A发生蕴含B发生。
若A⊇B且B⊇A,则称A与B相等。
- 互斥关系:事件A与事件B互斥,表示为A∩B=∅,即A与B不能同时发生。
- 并:事件A和事件B的并事件,表示为A∪B,包含了A和B中任意一个事件发生的情况。
- 交:事件A和事件B的交事件,表示为A∩B,包含了A和B同时发生的情况。
- 差:事件A减去事件B,表示为A-B,包含了A发生而B不发生的情况。
4. 随机事件的概率计算概率是描述随机事件发生可能性的数值。
样本空间和随机事件的定义
样本空间和随机事件的定义
样本空间和随机事件是统计学中的常用概念,主要用来表示一种不确
定的结果或者过程。
它们的定义比较特殊,可以概括为以下几个步骤:
#### 一、定义样本空间
样本空间是统计学中表示实验抽样结果集合的概念,可以理解为“实
验集合”,它包含所有可能的实验抽样结果,其中所有元素叫做样本点。
要想定义一个样本空间,需要明确几个要素:样本空间的类型,
即数量上的限制;样本空间元素的表示方式;样本空间元素之间的关系,例如概率。
#### 二、定义随机事件
随机事件是指在某个样本空间里,我们关注的一个特定的实验结果。
它是用来描述一定条件下事件发生的概率。
相对于样本空间,随机事
件一般具有较小的范围,并且只包含满足某一特定条件的样本点。
也
就是说,随机事件是根据样本空间里的某一部分的元素而进一步定义的。
#### 三、样本空间和随机事件的关系
在定义完样本空间和随机事件之后,我们可以把它们两个之间的关系
总结为一句话:随机事件是样本空间的子集。
也就是说,样本空间是
一个完整的集合,而随机事件是它的一部分。
定义好样本空间和随机
事件之后,可以通过求解概率,来推断未知变量的取值情况,或者预
测某个事件是否会发生。
总之,样本空间和随机事件是统计学中经常使用的概念,它们之间的关系是样本空间是随机事件的父集,而随机事件是样本空间的子集,可以用来描述某个事件发生的概率,决定未知事件发生的可能性。
它们的定义和使用是根据不同的应用场景而有所不同,且有其自身的特点。
第2节 样本空间,随机事件
同时发生. 同时发生
6.差事件 设随机试验 的样本空间为 而A,B 差事件 设随机试验E的样本空间为 的样本空间为S,而 的子集,事件 为S的子集 事件 -B = { x | x ∈ A但x ∉ B } 表 的子集 事件A- 发生而B不发生 示 A发生而 不发生 发生而 不发生. 例如,甲乙二人向同一目标各进行一次射击 例如 甲乙二人向同一目标各进行一次射击 A=“甲命中目标 A=“甲命中目标”, 甲命中目标” B=“乙命中目标 B=“乙命中目标”, 乙命中目标” 甲命中目标而乙未命中目标” 甲命中目标而乙未命中目标 A − B = “甲命中目标而乙未命中目标” 再如,在电话呼叫的例子当中 再如 在电话呼叫的例子当中 A=“10 ≤ X≤30” , B=“20 ≤ X≤ 50” 发生而B不发生 发生而 不发生” A − B = “A发生而 不发生”= “10 ≤ X<20”
再如,向如图所示的平面区域 内任意地投掷 再如 向如图所示的平面区域S内任意地投掷 向如图所示的平面区域 质点 S A=“所投质点落入 a之内”, 所投质点落入S 之内” 所投质点落入 B=“所投质点落入 b之内”, 所投质点落入S 所投质点落入 之内”
Sa
Sb
所投质点落入S 之内” 所投质点落入 A U B = “所投质点落入 a或Sb之内”, 所投质点落入S 之内” 所投质点落入 A I B = “所投质点落入 a且Sb之内”. 说明 A U B , A I B 集合论:两集合 与 集合论 两集合A与B 两集合 的并与交. 的并与交 发生或B发生或 注意 A U B : A发生或 发生或 与B同时发生 发生或 发生或A与 同时发生
设随机试验E的样本空间为 而可列个事件 设随机试验 的样本空间为S,而可列个事件 的样本空间为 A1, A2,…, An,…为S的子集 的子集, 为 的子集
样本空间概述
14
“和”、“交”关系式——德摩根定律
n
n
Ai Ai A1
i 1
i 1
n
n
Ai Ai=A1A2
i1
i1
A2 An;
An;
15
例:设A={ 甲来听课 },B={ 乙来听
课 } ,则:
A B {甲、乙至少有一人来} A B {甲、乙都来}
数奇偶性不同} ,则 B A
9
事件的运算
✓ A与B的和事件,记为 A B A B { x | x A 或 x B }:A与
}:A与B至少有一发生。
S
A
B
10
事件的运算
✓ A与B的积事件,记为 A B, A B, AB
A B { x | x A 且 x B }:A与
B }:A与B同时发生。
i 1
n
• 并联系统: A Ai
i 1
Ai {第i个部件没有损坏},i=1,2, ,n,
A={系统没有损坏}
18
A B AB {甲、乙都不来} A B AB {甲、乙至少有一人不来}
16
概率中常有以下定义:由n个元件组成 的系统,其中一个损坏,则系统就损坏, 此时这一系统称为“串联系统”;若有 一个不损坏,则系统不损坏,此时这一
系统称为“并联系统”。
17
例: 由n个部件组成的系统,记
n
• 串联系统: A Ai
样本空间·随机事件
(一)样本空间 定义:随机试验E的所有结果构成
的集合称为E的 样本空间,记为S={e}, 称S中的元素e为样本点,一个元素
的单点集称为基本事件.
1
样本空间随机事件
件, 称 Ak为可列个事件A1, A2 , 的积事件 .
k 1
和事件与积事件的运算性质 A A A, A S S, A A,
A A A, A S A, A .
4. 事件A B x x A且x B, 称为事件A与
事件B的差事件 . 当且仅当A发生, B不发生时, 事 件A B发生 .
样本空间S包含所有的样本点, 它是S自身的 子集, 在每次实验中它总是发生的, S称为必然事 件.
空集不包含任何点, 它也作为样本空间的 子集, 它在每次实验中都不发生, 称为不可能事件.
必然事件的对立面是不可能事件, 不可能事 件的对立面是必然事件, 它们互称为对立事件.
随机事件举例
实例 抛掷一枚骰子, 观察出现的点数.
A (B C) (A B) C . (3)分配律 A (B C ) ( A B) ( A C ) ;
A (B C) (A B) (A C) . (4)德.摩根律 A B A B; A B A B .
经常用到下述定律
吸收律 A
与事件B的积事件 .当且仅当A, B同时发生时事件
A B发生 . A B也记作AB .
A和B重叠部分 B
A S
某种产品的合格与否是由该产品的长度与直径
是否合格所决定, 因此“产品合格”是“长度合格”
与“直径合格”的交或积事件.
n
类似地, 称 Ak为n个事件A1, A2 , , An的积事
k 1
由一个样本点组成的单点集, 称为基本事件.
2. 几点说明
(1) 随机事件可简称为事件, 并以大写英文字母
A, B, C, 来表示事件.
例如 抛掷一枚骰子, 观察出现的点数. 可设 A = “点数不大于4”, B = “点数为奇数” 等等.
随机事件和样本空间知识点
随机事件和样本空间知识点
随机事件是在一次试验中可能发生或不发生的事件。
样本空间是指所有可能的结果构成的集合。
以下是关于随机事件和样本空间的相关知识点:
1. 样本空间:在一次试验中,所有可能的结果构成的集合。
通常用大写字母S表示,其中的元素称为样本点。
例如,掷一
枚硬币的样本空间为S = {正面,反面}。
2. 随机事件:样本空间中的一个子集称为随机事件。
也就是说,随机事件是样本空间中的一个特定的结果组合。
例如,从掷一枚硬币的样本空间中,可以定义一个事件A,表示出现正面,即A = {正面}。
3. 必然事件和不可能事件:样本空间和空集分别对应着必然事件和不可能事件。
必然事件是指在每次试验中必然发生的事件,记作S;而不可能事件是指在每次试验中不可能发生的事件,
记作∅。
4. 事件的运算:事件之间可以进行运算,包括并集、交集和补集。
- 并集:表示同时包含两个事件的结果。
例如,事件A和事
件B的并集为A∪B,表示包含事件A和事件B中任意一个
结果的集合。
- 交集:表示同时满足两个事件的结果。
例如,事件A和事件B的交集为A∩B,表示包含同时满足事件A和事件B结果的集合。
- 补集:表示不属于一个事件的结果。
例如,事件A的补集为A的补,记作A',表示所有不属于事件A结果的集合。
5. 事件的概率:事件发生的可能性称为概率。
概率一般用一个实数表示,范围在0到1之间。
这些是关于随机事件和样本空间的基本知识点,可以帮助我们理解随机事件的概念和计算概率的方法。
概率论课件——样本空间、随机事件
互
斥
事件间的运算规律 设 A, B, C 为事件, 则有
(1) 交换律
A B B A, AB BA. (Exchange law)
( 2) 结合律 ( A B ) C A ( B C ),
( AB )C A( BC ).
(Combination law)
k 1
n
称 Ak 为可列个事件 A1 , A2 , 的积事件.
k 1
和事件与积事件的运算性质
A A A, A A A, A S S, A S A, A A,
A .
5. 事件 A 与 B 互不相容 (互斥) (Incompatible events) 若事件 A 的出现必然导致事件 B 不出现, B
直径是否合格所决定,因此 “产品不合格”是“长度 不合格”与“直径不合格”的并. 图示事件 A 与 B 的并.
B A B A
S
推广 称 Ak 为 n 个事件 A1 , A2 , , An 的和事件;
k 1
n
称 Ak 为可列个事件 A1 , A2 , 的和事件.
k 1
4. 事件 A 与 B 的交 (积事件) (Product of events)
例如 只包含两个样本点的样本空间
S {H , T }
它既可以作为抛掷硬币出现正面或出现反面的
模型 , 也可以作为产品检验中合格与不合格的模 型 , 又能用于排队现象中有人排队与无人排队的 模型等.
所以在具体问题的研究
中 , 描述随机现象的第一步
就是建立样本空间.
二、随机事件(Random event ) 的概念
第二节 样本空间、随机事件 (Sampling space, Random event )
概率与统计中的样本空间与随机事件
概率与统计中的样本空间与随机事件概率与统计是数学中非常重要的一个分支,它研究的是在不确定性条件下,通过样本空间和随机事件的概念,对现实世界中事件的发生进行量化和解释。
在本文中,我们将深入探讨概率与统计中的样本空间与随机事件的概念、性质以及其在实际问题中的应用。
一、样本空间的定义与性质在概率与统计中,样本空间指的是一个随机试验所有可能结果的集合。
举个例子来说,如果我们进行一次抛硬币的实验,那么样本空间可以表示为{正面,反面}。
样本空间中的每个元素称为一个样本点,而样本空间的大小称为样本点的个数。
样本空间可以用数学符号Ω表示。
样本空间具有以下性质:1. 样本空间是一个集合,其中的元素表示所有可能的结果。
2. 样本空间中的元素是互斥的,即一个实验结果只能对应样本空间中的一个元素。
3. 样本空间中的元素是完备的,即包含了实验的所有可能结果。
4. 样本空间是随机试验的基本概念,是进行概率计算的起点。
二、随机事件的定义与性质在样本空间的基础上,我们可以定义随机事件。
随机事件是指样本空间的子集,即由样本空间中的若干个样本点构成的集合。
举个例子来说,如果我们定义事件A为抛硬币的结果是正面朝上,那么事件A 可以表示为{正面},它是样本空间的一个子集。
随机事件具有以下性质:1. 随机事件是样本空间的一个子集,由样本点构成。
2. 随机事件可以是单个样本点,也可以是多个样本点组成的集合。
3. 随机事件可以是空集,即不包含任何样本点的事件。
4. 样本空间本身以及包含所有样本点和空集的事件也是随机事件。
三、样本空间与随机事件在实际问题中的应用概率与统计作为一门应用广泛的学科,其样本空间与随机事件的概念在实际问题中具有重要的应用价值。
以下是一些典型的应用场景:1. 投资决策:在金融领域中,投资决策往往需要对不同投资方案的风险和回报进行评估。
通过建立样本空间和定义相应的随机事件,可以对不同投资方案进行量化和比较,从而做出更明智的决策。
事件与样本空间如何描述随机事件和样本空间
事件与样本空间如何描述随机事件和样本空间随机事件和样本空间是概率论和统计学中的重要概念,用于描述随机现象和可能的结果。
本文将介绍事件和样本空间的概念,并探讨如何准确描述它们。
一、事件的概念事件是指随机现象中的某一个结果或一组结果的集合。
通常用大写字母A、B、C等来表示事件。
例如,扔一枚硬币的结果可以是正面或反面,我们可以定义事件A为“出现正面”的结果,事件B为“出现反面”的结果。
二、样本空间的概念样本空间是指随机现象的所有可能结果的集合,通常用大写字母Ω表示。
样本空间是事件集合的全集,包含了所有可能的结果。
例如,扔一枚硬币的样本空间可以表示为Ω = {正面, 反面}。
三、事件与样本空间的关系事件是样本空间的子集,即事件中的结果必须属于样本空间。
事件的发生与否取决于实际观察或实验的结果,而样本空间则包含了所有可能的结果。
事件与样本空间之间的关系可以用集合论的概念来描述。
四、描述事件与样本空间的方法1. 列举法通过列举样本空间中的每个结果,以及事件中的部分或全部结果,来描述事件和样本空间。
例如,扔一枚骰子的样本空间可以表示为Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6},事件A表示“出现偶数”的结果,则可以表示为A = {2, 4, 6}。
2. 数学符号使用特定的数学符号来描述事件和样本空间。
事件可以用集合论中的符号表示,样本空间可以用Ω表示。
例如,事件A可以表示为A = {ω ∈ Ω | ω 是偶数},表示事件A是由样本空间中满足条件“是偶数”的结果组成。
3. 文字描述通过文字来描述事件和样本空间。
使用简洁、准确的语言来表达。
例如,事件A可以描述为“扔一枚骰子结果为偶数”,样本空间可以描述为“扔一枚骰子的可能结果为1、2、3、4、5、6”。
五、小节事件和样本空间是描述随机现象和可能结果的重要概念。
事件是样本空间的子集,用于描述随机现象中某个结果或一组结果的集合。
样本空间是所有可能结果的集合,是事件集合的全集。
概率论中的随机事件和样本空间
概率论中的随机事件和样本空间概率论是数学中的一个重要分支,是研究随机事件发生的规律的学科。
在概率论中,随机事件和样本空间是非常基础的概念。
它们的理解对于理解概率论的整个体系以及应用非常重要。
本文将深入解析随机事件和样本空间的概念、性质和应用。
一、随机事件和样本空间的概念随机事件指可能发生也可能不发生的结果,可以用事件的形式来描述。
例如扔一枚硬币,事件可以表示为“正面朝上”或“反面朝上”。
而样本空间指所有可能出现的结果组成的集合,通常用大写字母S来表示。
以扔一枚硬币为例,样本空间可以表示为S={正,反}。
其中正和反为样本点,也可以表示为ω1和ω2。
二、随机事件和样本空间的性质1、不可能事件:事件不会发生,即概率为0。
例如扔一枚硬币出现“正”和“反”的可能性是相等的,所以不可能事件为硬币竖直立着,既不朝上也不朝下。
2、必然事件:事件一定会发生,即概率为1。
例如扔一枚硬币一定朝上或朝下,所以必然事件为“硬币朝上”和“硬币朝下”。
3、事件的互斥性:如果两个事件A和B至少有一个发生的话,那么这个事件的概率就是A和B概率之和。
4、事件的独立性:如果事件A发生与否不影响事件B发生的可能性,那么称A和B是互相独立的。
三、样本空间和事件的应用概率论在现实生活中有广泛应用,例如赌博、证券交易、保险、抽样调查等。
下面以抽样调查为例,说明样本空间和事件的应用。
在抽样调查中,研究对象的总数往往很大,难以全部进行统计和研究。
因此,需要从总体中抽取一部分进行研究,这部分就被称为样本。
在这个过程中,样本空间是指可能被抽到的所有样本组成的集合。
例如,假设要进行某市民的选举调查,抽取1000人作为样本。
样本空间可以表示为S={第1个受访者,第2个受访者,…,第1000个受访者}。
而事件则是针对研究对象的某种特征或情况而定义的,例如这1000个受访者中有多少人会投票选某位政治人物。
事件的概率表示着该事件发生的可能性大小,它是通过概率分布函数(PDF)或概率密度函数(PDF)来计算的。
随机事件和样本空间
由此可知,事件 A B 的含意与集合论中的意义是一致的。 因为不可能事件 不含有任何 ,所以对任一事件 A,我们约定 A
图中的阴影部分是事件“AB”如在例 1.2 中,若 A={球的标号为偶数} B={球的标号≤3}
则 A B={球的标号为 1,2,3,4, ,6,8,10} 4.事件 A 与 B 同时发生“,这样的事件称作事件 A 与 B 的交(或 积) ,记作 A B(或AB) ,它对应图1.3种的阴影部分: 如在例1.2中,若A、B同上,则
, 也就是说 A 与 B 互不
A
B
Байду номын сангаас图 1.5
7 . 若 A 是一个事件,令 A =
A 是 A 的对立事件或逆事 — A,称
件。容易知道在一次试验中,若 A 发生,则 A 必不发生(反之亦然) 即A与 有 A A =
A
二者只能发生其中之一,并且也必然发生其中之一。因而
A
A
=
(A B) C=(A C)( B C) (1.5)
(4)德摩根定理(对偶原则): ________
n
A =
i
_______ n i 1
Ai A = i 1
i i 1
n
__
(1.6)
A
i 1
n
__ i
(1.7)
证明:(略).
n
Ai
An ;若“ A1 ,A2 ,…,
同时发生” ,这样的事件称作A1 , A2 ,…,An 的交,记作
A 1
A2 …
An
或 i 1
n
Ai
第二版 工程数学-概率统计简明教程-第一章-随机事件
四、小结
1. 随机试验、样本空间与随机事件的关系
随机试验
样本空间 子集 随机事件
随 机
基本事件 复合事件
事 件
必然事件
不可能事件
2. 概率论与集合论之间的对应关系
记号
概率论
集合论
样本空间,必然事件
{ NNN , NND, NDN , DNN , NDD, DDN , DND, DDD }.
实例3 从一批灯泡中任取 一只, 测试其寿命.
{t t 0}.
其中 t 为灯泡的寿命 .
实例4
记录某城市120 急 救电话台一昼夜接 到的呼唤次数.
{0, 1, 2, }.
试验可以在相同的条件下重复地进行
k 1
A A A, A , A A A, A A,
A A, A .
AA B
B
Ω
7. 事件 A 与 B 的差
B A AB Ω
例10 用事件的交和并区别对立事件与互斥事件
A、B 互斥
A、B 对立
A
B
Ω
AB
A Ω
A B S 且 AB
互斥
对立
例7 有两门火炮同时向一架飞机射击,考察事件 A= {击落飞机}, B i= {击中 第i个发动机}, i=1,2 , C = {击中驾驶员}. 根据常识 “击落飞机”等价于“击中驾驶员”或者 “同 时击中2个发动机”.试描述事件A,Bi ,C之间的关系.
A= C发生 或 B1和B2同时发生, A= C ∪ (B1∩B2)= C∪B1B2
1.1 样本空间与随机事件解析
H→正面,T→反面
S1 { H , T }.
(2)抛掷一枚骰子,观察出现的点数.
可能结果为: “1”, “2”, “3”, “4”, “5” 或 “6”.
S2 {1, 2, 3, 4, 5, 6}.
(3)4件产品,2正,2次,从中任取3件,观察正次品出 现情况.
“点数不大于4”, “点数为偶数” 等均为随机事件
例2:将一枚硬币抛两次,事件A表示“第一次出现正 面”,事件B表示“两次出现同一面”,事件C表示“至 少出现一次正面”。试写出该试验的样本空间、随机 事件A,B,C。 练习:同时投掷两枚骰子,试写出该试验的样本空间、 随机事件A,B,C。事件A表示“出现的点数之和大于 10”, 事件B表示“出现的点数均为奇数”,事件C表示“出 现 的点数之差的绝对值小于2”。
习题3:袋中装有6个球,4白(a,b,c,d),2红 (x,y),试用列举法写出下列试验的样本空间。
E1( 放回抽样):取一个,放回后,再取一个。
{(i1 , i2 ) 1 i1 , i2 6} 1 i1 i2 6}
n 6 6 n 65
65 n 15 1 2
练习4:观察某时间段内某交通路口的机动车流量情况。
综合习题:
试用列举法写出下列试验的样本空间、随机事件。 习题1:同时掷两枚硬币,观察正反面出现情况,事 件A表示掷出同一面,事件B表示其中一枚掷出正面。
习题2:将一枚骰子连续掷两次,记录骰子点数出现 情况,事件A表示点数之和等于7,事件B表示两枚 骰子点数之差等于1。
S5 {t t 0}. 其中t表示灯泡的使用寿命
注 1. 试验不同, 对应的样本空间一般不同. eg S={H,T} 可以作为抛掷硬币试验的样本空间
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称 Ak 为可列个事件 A1, A2,的积事件.
k 1
和事件与积事件的运算性质
A A A, A , A A,
A A A, A A, A .
5. 事件 A 与 B 互不相容 (互斥)
若事件 A 的出现必然导致事件 B 不出现, B 出现也必然导致 A不出现,则称事件 A与B互不相
实例4 记录某公共汽车站某日 上午某时刻的等车人数.
4 {0, 1, 2, }.
实例5 考察某地区 12月份的平 均气温.
5 {t T1 t T2}.
其中 t 为平均温度 .
实例6 从一批灯泡中任取 一只, 测试其寿命.
6 {t t 0}.
其中 t 为灯泡的寿命 .
实例7
记录某城市120 急 救电话台一昼夜接 到的呼唤次数.
基本事件 由一个样本点组成的单点集. 实例 “出现1点”, “出现2点”, … , “出现6点” 复合事件 由多个样本点组成的集合.
必然事件 称样本空间 为必然事件. 不可能事件 称 为不可能事件.
必然事件的对立面是不可能事件,不可能事 件的对立面是必然事件,它们互称为对立事件.
2. 几点说明
(1) 随机事件可简称为事件, 并以大写英文字母
H 字面朝上
1 {H ,T}. T 花面朝上
实例2 抛掷一枚骰子,观察出现的点数.
实例3
2 {1, 2, 3, 4, 5, 6}.
从一批产品中,依次任选三件,记录出 现正品与次品的情况.
记 N 正品, D 次品.
3 { NNN, NND, NDN, DNN, NDD, DDN, DND, DDD }.
图示 A 与 B 的对立. A
B A
若 A 与 B 互逆,则有 A B 且 AB .
对立事件与互斥事件的区别
A、B 互斥
A、B 对立
A
B
AB
互斥
A
B A
A B 且 AB
对立
事件间的运算规律 设 A, B, C 为事件, 则有 (1) 交换律 A B B A, AB BA. (2) 结合律 ( A B) C A (B C ),
图示 B 包含 A.
AB
2. A等于B 若事件 A 包含事件 B, 而且事件 B 包含事件 A,则称事件 A 与事件 B 相等,记作
A=B.
3. 事件 A 与 B 的并(和事件) 事件 A B { x x A 或 x B}称为事件 A 与
事件B的和事件.
实例 某种产品的合格与否是由该产品的长度与
A, B, C, 来表示事件
例如 抛掷一枚骰子, 观察出现的点数. 可设 A = “点数不大于4”,
B = “点数为奇数” 等 等.
(2) 随机试验、样本空间与随机事件的关系
每一个随机试验相应地有一个样本空间, 样 本空间的子集就是随机事件.
随机试验
样本空间 子集 随机事件
随 机
基本事件 复合事件
(6)至多有一个是次品. (6) A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4
A1 A2 A3 A4 .
四、事件域
事件域 设 为样本空间,F 为某些子集合组成的
集合,如果它满足:
1) F 2) AF AF
3) Ak F Ak F k 1
实例 “长度合格但直径不合格” 是 “长度合 格”与 “直径合格” 的差.
图示 A 与 B 的差. B A
AA B
B
B A
B A AB
7. 事件 A 的对立事件 设 A 表示“事件 A 出现”, 则“事件 A 不出现”
称为事件 A 的对立事件或逆事件. 记作 A. 实例 “骰子出现1点”对立 “骰子不出现1点”
(1)没有一个是次品;
(1) A1 A2 A3 A4;
(2)至少有一个是次品; (2) A1 A2 A3 A4
或 A1 A2 A3 A4 ;
Ai:第i个零件是正品
(3)只有一个是次品; (3) A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4;
(5) 三个事件都不出现;
(5) A B C;
(6) 不多于一个事件出现; (6) ABC ABC ABC ABC;
(7) 不多于两个事件出现; (7) ABC ABC ABC ABC ABC
ABC ABC, 或 ABC;
(8) 三个事件至少有两个出现; (8) ABC ABC ABC ABC;
A 与事件 B 的积事件.
积事件也可记作 A B 或 AB.
实例 某种产品的合格与否是由该产品的长度 与直径是否合格所决定,因此“产品合格”是 “长度合格”与“直径合格”的交或积事件. 图示事件A与B 的积事件.
A AB B
n
推广 称 Ak 为n个事件 A1, A2,, An 的积事件;
k 1
( AB)C A(BC ). (3) 分配律 ( A B) C ( A C ) (B C ) AC BC, ( A B) C ( A C) (B C) ( A C)(B C).
(4)德 摩根律: A B A B, A B A B.
;
注:事件的一些关系式
第二节 样本空间、随机事件
一、样本空间 样本点 二、随机事件的概念 三、随机事件间的关系及运算
一、样本空间 样本点
问题 随机试验的结果? 定义 随机试验 E 的所有可能结果组成的集合 称为 E 的样本空间, 记为 . 样本空间的元素 , 即试验E 的每一个结果, 称为 样本点. 实例1 抛掷一枚硬币,观察字面,花面出现的情况.
直径是否合格所决定,因此 “产品不合格”是“长度
不合格”与“直径不合格”的并.
图示事件 A 与 B 的并.
B AB A
n
推广 称 Ak 为 n 个事件 A1, A2 , , An 的和事件; k 1 称 Ak 为可列个事件 A1, A2 ,的和事件. k 1
4. 事件 A 与 B 的交 (积事件) 事件 A B { x x A 且 x B}称为事件
7 {0, 1, 2, }.
二、随机事件的概念
1. 基本概念
随机事件 随机试验 E 的样本空间 的子集称 为 E 的随机事件, 简称事件.
实例 抛掷一枚骰子, 观察出现的点数.
试验中,骰子“出现1点”, “出现2点”, … ,“出现6点” “点数不大于4”, “点数为偶数” 等都为随机事件.
事件发生 如果试验结果出现的样本点属于 事件A,则称事件A发生,否则称A不发生.
(4)至少有三个不是次品; (4) A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4
A1 A2 A3 A4;
Ai:第i个零件是正品
(5)恰好有三个是次品; (5) A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4
A1 A2 A3 A4 ;
容, 即
A B AB .
实例 抛掷一枚硬币, “出现花面” 与 “出现字面” 是互不相容的两个事件.
实例 抛掷一枚骰子, 观察出现的点数 . “骰子出现1点” 互斥 “骰子出现2点”
图示 A 与 B 互斥.
A
B
6. 事件 A 与 B 的差 由事件 A 出现而事件 B 不出现所组成的
事件称为事件 A 与 B 的差. 记作 A- B.
事 件
必然事件 不可能事件
互为对立事件
三、随机事件间的关系及运算
设试验 E 的样本空间为 , 而 A, B, Ak (k 1, 2, ) 是 的子集. 1. 包含关系 若事件 A 出现, 必然导致 B 出现 , 则称事件 B 包含事件 A,记作 B A 或 A B. 实例 “长度不合格” 必然导致 “产品不格” 所以“产品不合格”包含“长度不合格”.
①设
,则
,
,
,②Biblioteka ③例1 设A,B,C 表示三个随机事件,试将下列事件 用A,B,C 表示出来.
(1) A 出现 , B, C 不出现;
(1) ABC;
(2) A, B都出现, C 不出现;
(2) ABC;
(3) 三个事件都出现;
(3) ABC;
(4) 三个事件至少有一个出现; (4) A B C;
则称F 为一个事件域,称F 中的元素为事件.
注: 1)最小事件域是F {, }
2)最大事件域是由所有子集构成的事件域
3)包含事件A的最小事件域{, A, A, }
(9) A, B 至少有一个出现, C 不出现; (9) ( A B)C;
(10) A, B, C 中恰好有两个出现. (10) ABC ABC ABC.
例2 设一个工人生产了四个零件, Ai 表示他生 产的第 i 个零件是正品( i 1, 2, 3,4), 试用 Ai 表 示下列各事件: