概率论与数理统计课件(1-4)
概率论与数理统计魏魏宗舒版课件1.4
把有限个样本点推广到无限个样本点 的场合,人们引入了几何概型. 由此形成了 确定概率的另一方法 ——几何方法.
一、几何概率
定义若对于一随机试验, 每个样本点出现是等可能的, 样本空间所含的样本点个数为无穷多个, 且具有非 零的,有限的几何度量,即0 m() ,则称这一随机 试验是一几何概型的.
P( Ai Aj Ak ) (1)n1 P( A1 A2 An ).
1i jkn
❖ 定义 :对于F上的集合函数P,若对于F中的任
一单调不减集合序列{An},有
lim
n
P( An )
P(lim n
An )
则称集合函数P在F上是下连续的,其中
U lim
n
An
n 1
An
定理: 若P是F上的非负规范的集函数,则P具 有可列可加性的充要条件是(1)P是有限可加 的;(2)P是F上是下连续的。
8
2000
由于 83 2000 84, 得 P( AB) 83 .
24
2000
于是所求概率为
P( AB) 1 {P( A) P(B) P( AB)}
1
333 2000
250 2000
83 2000
3 4
.
三、小结
1. 频率 (波动) n 概率(稳定).
2. 最简单的随机现象 古典概型
例 1(匹配问题)某人一次写了n封信,又写了n个信封,
如果他任意地将n张信纸装入n个信封中,问至少有一 封信的信纸和信封是一致的概率是多少?
解 令A i ={第i张封信恰好装进第i个信封}P(B),
概率论与数理统计课件(共199张PPT)
33
例3. r只红球○ t只白球○
每次任取一只球观 察颜色后, 放回, 再 放回a只同色球
在袋中连续取球4次, 试求第一、二次取到红球且 第三、四次取到白球的概率.
34
(三) 全概率公式和贝叶斯公式:
1. 样本空间的划分
定:义 若 B 1,B 2, ,B n一组事 : 件
计算条件概率有两种方法:
1. 公式法:
先计P算(A)P, (AB然 ), 后按公式计算
P(B| A) P(AB.) P(A)
31
2. 缩减样本空间法:
在A发生的前提下, 确定B的缩减样本空间, 并在其 中计算B发生的概率, 从而得到P(B|A). 例2. 在1, 2, 3, 4, 5这5个数码中, 每次取一个数码, 取 后不放回, 连取两次, 求在第1次取到偶数的条件下, 第2
B
A S
(1) AB
8
2.和事件:
AB{x|xA或xB}称 为 A与B的 和 事 . 件
即AB,中 至 少 有 一 ,称个 为 A与 发 B的生,和 记AB.
可 列 个A1事 , A2,件 的 和 事 件 记 Ak. 为
k1
3.积事件: 事件A B={x|x A 且 x B}称A与B的积,
即事件A与B同时发A生. A B 可简记为AB.
i1
1i jn
P(A i A j Ak )
1i jkn
(1)n1 P(A1 A 2 A n ).
27
例4. 设P(A)=p, P(B)=q, P(AB)=r, 用p, q, r表示下列事 件的概率:
( 1 ) P ( A B ) (; P ( 2 A B ) ( ) ; P ( 3 A B ) ) (; ( 4 A B )
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(完整版)《概率论与数理统计》讲义
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xx 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 ×n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 ×n 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②相邻③彼此隔开④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?①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?②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?③ 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。
海南大学《概率论与数理统计》课件-第一二三四章
x2 f ( x)d x;
x1
(4) 若 f ( x) 在点 x 处连续,则有 F( x) f ( x).
注意 对于任意可能值 a ,连续型随机变量取 a 的概率等于零.即
P{ X a} 0.
10、 均匀分布 定义 设连续型随机变量X 具有概率密度
例如某无f些线( x元电) 件元 或件0b,设的1 a备寿, 的命其a寿,电它命x,力服设从b,备指的数寿分命布,. 则称动物X 的在寿区命间等(a都,b)服区从间指上数服分从布均. 匀分布, 记为 X ~ U(a,b).
代表事件 A 在试验中发生的概率,它与试验总
数
n 有关。若
lim
n
npn
0
则
lim
n
Cnk
pnk
1 pn
nk
k
k!e
8、 连续型随机变量及其概率密度
设X为 随 机 变 量,F ( x)为X 的 分 布 函 数,若 存 在 非 负 函 数f ( x),使 对 于 任 意 实 数x 有
x
F ( x) f (t)d t,
第一章 随机事件及其概率
1 了解样本空间的概念,理解随机事件的概念,重 点掌握随机事件的关系和运算。 2 理解概率和条件概率的概念,掌握概率的基本性 质,能利用古典概型和几何概型计算一些事件的 概率。 3 掌握概率的加法公式、条件概率公式、乘法公式、 全概率公式和贝叶斯公式计算过事件的概率的方 法 4 理解事件独立性的概念,会利用事件独立性进行 事件概率计算。 5 理解独立重复试验的概率,掌握利用伯努利概型 计算过事件概率的方法。
(3) F () lim F ( x) 0, F () lim F( x) 1;
x
x
北京理工大学《概率论与数理统计》课件-第4章
解:X 的分布函数为依题意,当x <0时,当0≤x ≤2时,当x >2时,F (x )=P (X ≤x )F (x )=P (X ≤x )=0F (x )=P (X ≤x )=P (X <0)+P (0≤X ≤x )=0+kx 2=kx 2F (x )=P (X ≤x )=1例1.一个靶子是半径为2米的圆盘,设击中靶上任一同心圆盘上的点的概率与该盘的面积成正比,并设射击都能中靶.以X 表示弹着点与圆心的距离,试求随机变量X 的分布函数.当0≤x ≤2时,F (x )=P (X ≤x )=kx 2另外依题意F (2)=P (X ≤2)=k.22=1所以k 14=x x F x x x 20,0(),0241,2<⎧⎪⎪=≤≤⎨⎪>⎪⎩10.80.60.40.2-0.2-2-101234解得说明,存在一个非负可积函数f (x ),使得下式成立易知x x F x x x 20,0(),0241,2<⎧⎪⎪=≤≤⎨⎪>⎪⎩x x F x f x ,02()()20⎧≤≤⎪'==⎨⎪⎩其他()()xF x f t dt-∞=⎰1.定义:设随机变量X 的分布函数为F (x ),如果存在一个非负可积函数f (x ),使对任意的实数x ,均有则称X 是连续型随机变量(Continuous Random Variable ),称f (x )是X 的概率密度函数,简称概率密度(Probability Density Function ).()()xF x f t dt-∞=⎰连续型随机变量X的分布函数F(x)和概率密度f(x)统称为X的概率分布,简称X的分布.易知此时分布函数F(x)是连续函数,即连续型随机变量的分布是连续函数.2.概率密度函数的性质(1)f (x ) ≥ 0(2)这两条性质是判定一个函数f (x )是否为某r.v.X 的概率密度函数的充要条件.f (x )xo 面积为1+()1f x dx ∞-∞=⎰(3)P (a <X ≤b )=F (b )-F (a )如 f (x )xo a b (4)()()GP X G f x dx∈=⎰()()b a f x dx f x dx -∞-∞=-⎰⎰()baf x dx =⎰()()a P X a f x dx+∞>=⎰(5)在f (x )的连续点x 处,有f (x )=F '(x )(6)设x 为f (x )的连续点,当∆x 较小,则有P (x< X ≤x+∆x )故X 的密度f (x )在x 这一点的值,恰好是X 落在区间(x ,x +∆x ]上的概率与区间长度∆x 之比.它反映了X 在x 附近单位长区间上取值的概率.x xx f t dt f x x()()+∆=≈⎰∆连续型随机变量密度函数的性质与离散型随机变量分布律的性质非常相似,但是,密度函数不是概率!(7)P (X =x 0)=F (x 0)-F (x 0-0)P (a <X ≤b )=P (a ≤X ≤b )=P (a <X <b )=P (a ≤X <b )密度函数f (x )在某点处a 的函数值f (a ),并不等于X 取值为a 的概率.但是,这个值f (a )越大,则X 在a 附近取值的概率f (a )∆x 就越大.也可以说,在某点密度曲线的函数值反映了概率集中在该点附近的程度,即X 在该点附近取值的密集程度.=0()ba f x dx=⎰=F (b )-F (a )若X 为连续型随机变量,概率密度f (x )唯一确定了分布函数F (x );若随机变量X 的分布函数F (x )满足:(1)F (x )连续;(2)存在x 1<x 2<…<x n (n ≥0),除这些点外,F (x )可导,且导函数F '(x )连续;令F x F x f x F x (),()()0,()''⎧=⎨'⎩当存在当不存在则f (x )必是X 的概率密度.例2.设随机变量X 的概率密度为求(1)常数k 的值;(2)X 的分布函数;(3)P (1<X <7/2).解:(1)由解得kx x f x x x ,03()2/2,340,≤<⎧⎪=-≤≤⎨⎪⎩其他+1()f x dx ∞-∞=⎰3403(2)2x kxdx dx =+-⎰⎰k 16=k 9124=+解:(2)当x <0时,当0≤x <3时,当3≤x <4时,020()()0612x x t x F x f t dt dt dt -∞-∞==+=⎰⎰⎰03203()()0(2)32624x xt t x F x f t dt dt dt dt x -∞-∞==++-=-+-⎰⎰⎰⎰()()0x F x f t dt -∞==⎰求(2)X 的分布函数;()()xF x f t dt-∞=⎰6,03()2/2,340,x x f x x x ≤<⎧⎪=-≤≤⎨⎪⎩其他当x ≥4时,所以()()1xF x f t dt -∞==⎰x x x F x x x x x 220,0/12,03()32/4,341,4<⎧⎪≤<⎪=⎨-+-≤<⎪⎪≥⎩求(2)X 的分布函数;6,03()2/2,340,x x f x x x ≤<⎧⎪=-≤≤⎨⎪⎩其他P X F F 7741(1)()(1)2248<<=-=72723113741(1)()(2)26248x x P X f x dx dx dx <<==+-=⎰⎰⎰求(3)P (1<X <7/2)解:(3)6,03()2/2,340,x x f x x x ≤<⎧⎪=-≤≤⎨⎪⎩其他在上例中,当x ∉[0,4]时,f (x )=0,所以P (X ∉[0,4])=0,为了方便,我们说X 只在[0,4]上取值.g x a x b f x ()0,()0,>≤≤⎧=⎨⎩其他我们就说X 只在[a , b ]上取值.一般地,若随机变量X 的概率密度f (x )是如下分段函数:6,03()2/2,340,x x f x x x ≤<⎧⎪=-≤≤⎨⎪⎩其他例3.设连续型随机变量X 的分布函数为求(1)常数C 值;(2)X 取值于(0.3,0.7)内的概率;(3)X 的密度函数.解:(1)应用连续型随机变量X 的分布函数的连续性,有所以C =1x F x Cx x x 20,0(),011,1<⎧⎪=≤<⎨⎪≥⎩x F F x C11(1)lim ()→-===x x f x F x 2,01()()0,<<⎧'==⎨⎩其他解:20,0(),011,1x F x x x x <⎧⎪=≤<⎨⎪≥⎩(2)P (0.3<X <0.7)=F (0.7)−F (0.3)=0.72−0.32=0.4求(2)P (0.3<X <0.7);(3)X 的密度函数.(3)随机变量的分类:离散型随机变量连续型随机变量.非离散型随机变量非连续非离散型随机变量.(1)若随机变量X 的概率密度为1.均匀分布(Uniform Distribution )则称X 在[a , b ]上服从均匀分布,记为X~U [a , b ]1,()0,a x b f x b a ⎧≤≤⎪=-⎨⎪⎩其他[,]1a b I b a =-[,][,]1,[,]()0,[,]a b a b x a b I I x x a b ∈⎧==⎨∉⎩区间[a ,b ]上的示性函数类似地,我们可以定义区间[a , b )、(a , b ]和(a , b )上的均匀分布一般地,设D 是数轴上一些不相交的区间之和,若X 的概率密度为x D f x D x D 1()0⎧∈⎪=⎨⎪∉⎩,的长度,则称X 在D 上服从均匀分布.若X ~U [a , b ],X 的分布函数为对于满足a ≤c <d ≤b 的任意的c 、d ,有0(),1,x a x a F x a x bb a<⎧⎪-⎪=≤≤⎨-⎪⎪⎩,其他()d c P c X d b a-<≤=-例1.设公共汽车站从上午7时起每隔15分钟来一班车,如果某乘客到达此站的时间是7:00到7:30之间的均匀随机变量.试求该乘客候车时间不超过5分钟的概率.解:设该乘客于7时X 到达此站,则X 服从[0, 30]上的均匀分布令B ={候车时间不超过5分钟}1530102511130303dx dx =+=⎰⎰()(1015)(2530)P B P X P X =≤≤+≤≤1030()300x f x ⎧≤≤⎪=⎨⎪⎩其它2.指数分布(Exponential Distribution )若随机变量X 的概率密度为其中常数λ>0,则称X 服从参数为λ的指数分布.,0()0,0x e x f x x λλ-⎧>=⎨≤⎩易求得X 的分布函数为1,0()0,0x e x F x x λ-⎧->=⎨≤⎩指数分布的另一种等价定义定义:设连续型随机变量X 的概率密度为1,0()0,0x e x f x x θθ-⎧>⎪=⎨⎪≤⎩其中θ>0为常数,则称X 服从参数为θ的指数分布.服从指数分布的随机变量X 具有以下性质:事实上无记忆性或无后效性(|)()P X s t X s P X t >+>=>(,)(|)()P X s t X s P X s t X s P X s >+>>+>=>()()P X s t P X s >+=>1()1()F s t F s -+=-()s t t s e e e λλλ-+--==1()()F t P X t =-=>1,0()0,0x e x F x x λ-⎧->=⎨≤⎩即对于任意s , t >0,有如果X 表示某仪器的工作寿命,无后效性的解释是:当仪器工作了s 小时后再能继续工作t 小时的概率等于该仪器刚开始就能工作t 小时的概率.说明该仪器的使用寿命不随使用时间的增加发生变化,或说仪器是“永葆青春”的.(|)()P X s t X s P X t >+>=>一般来说,电子元件等具备这种性质,它们本身的老化是可以忽略不计的,造成损坏的原因是意外的高电压等等.3.正态分布(Normal Distribution )若随机变量X 的概率密度为其中μ, σ均为常数,且σ>0,则称X 服从参数为μ和σ的正态分布.记作X ~N (μ, σ2)正态分布最初由高斯(Gauss )在研究偏差理论时发现,又叫高斯分布.22()21(),2x f x e x μσσπ--=-∞<<∞X 的分布函数为22()21()2t xF x e dtμσσπ---∞=⎰N (10, 32)0-50.10.20.30.40.50.60.70.80.910510152025正态分布N(μ,σ2)密度函数图形的特点f(x)μa.正态分布的密度曲线是一条关于μ对称的钟形曲线.f(μ+c)=f(μ−c )特点是“两头小,中间大,左右对称”.b .μ决定了图形的中心位置,称为位置参数;σ决定了图形中峰的陡峭程度,称为形状参数或者刻度参数μ2μ1μ3x f (x )f (x )0xc .在x =μ处达到最大值:1()2f μπσ=d .曲线f (x )向左右伸展时,越来越贴近x 轴,即f (x )以x 轴为渐近线.当x →±∞时,f (x )→0e .x=μ±σ为f (x )的两个拐点的横坐标.说明X 落在μ附件的概率最大,或者说X 的取值在μ附件最密集.22()21(),2x f x e x μσσπ--=-∞<<∞μf (x )年降雨量、同龄人身高、在正常条件下各种产品的质量指标——如零件的尺寸;纤维的强度和张力、农作物的产量,小麦的穗长、株高、测量误差、射击目标的水平或垂直偏差、信号噪声等等,都服从或近似服从正态分布.标准正态分布(Standard Normal Distribution )μ=0,σ=1的正态分布称为标准正态分布.其密度函数和分布函数常用φ(x )和Ф(x )表示:)(x Φ)(x ϕ221(),2x x e x ϕπ-=-∞<<∞221()2t x x e dt π--∞Φ=⎰注意:Φ(0)=0.5,Φ(-x )=1-Φ(x )若X ~N (0, 1),对任意的实数x 1,x 2(x 1< x 2),有人们已编制了Φ(x )的函数表,可供查用.P (X≤x 1)=Φ(x 1)P (X>x 1)=1-Φ(x 1)P (x 1≤X≤x 2)=Φ(x 2)-Φ(x 1)221()2x t x e dt π--∞Φ=⎰−x x Φ(x )x4-40.40.2正态分布的计算()x μσ-=Φ对任意的实数x 1,x 2(x 1< x 2),有211221()()()()()x x P x X x F x F x μμσσ--<≤=-=Φ-Φ222()()22()22x t xu F x e dt e du μσμσπσπ-----∞-∞==⎰⎰111()()()x P X x F x μσ-≤==Φ111()1()1()x P X x F x μσ->=-=-Φ例2.设X ~N (μ,σ2),求P (|X −μ|<k σ)的值,k =1, 2, 3.解:当k =1时当k =2时当k =3时(||)()P X k P k X k μσμσμσ-<=-<<+()()F k F k μσμσ=+--()()k k μσμμσμσσ+---=Φ-Φ()()k k =Φ-Φ-()[1()]2()1k k k =Φ--Φ=Φ-(||)2(1)10.6826P X μσ-<=Φ-=(||2)2(2)10.9544P X μσ-<=Φ-=(||3)2(3)10.9974P X μσ-<=Φ-=质量控制中的3σ原则设在正常生产的情况下,某零件的尺寸X服从正态分布N(μ,σ2),为了在生产过程中随时检查有无系统性误差出现,人们画了一个质量控制图.每隔一定时间,对产品尺寸进行检查,测量的产品的尺寸应落在上、下控制线之内.如果超出控制线,则很有可能是生产出现了异常情况,应该暂停生产进行检查.当然也可能虚报,但虚报的可能性比较小.214y x=π因此,需要求某些随机变量的函数的分布.在某些实际问题中,我们所关心的随机变量不能直接测量得到,而它却是某个能够直接测量的随机变量的函数.例如,考察一批圆轴的截面面积Y ,我们能够直接测量的是直径X ,且当直径X 取x 值时,截面面积Y 的取值为一般地,设X、Y是两个随机变量,y=g(x)是一个已知函数,如果当X取值x时,Y取值为g(x),则称Y是随机变量X的函数,记为Y=g(X).问题是:如何由已知的随机变量X的概率分布去求它的函数Y=g(X)的概率分布.解:求Y =(X –1)2的分布律.Y 所有可能的取值为0,1,4,而且(0)(1)0.1P Y P X ====(1)(0)(2)0.7P Y P X P X ===+==(4)(1)0.2P Y P X ===-=例1.设随机变量X 的分布律为X −10 1 2P0.20.3 0.1 0.4一、离散型随机变量X 的函数Y =g (X )的分布所以,Y 的分布律为Y0 1 4P0.10.7 0.2X−1 0 1 2 Y= (X–1)24101 P0.20.3 0.1 0.4所以,Y 的分布律为Y0 1 4P0.10.7 0.2一般地,若X 的分布律为则Y =g (X )的分布律为如果g (x k )中有一些值是相等的,则它们是Y 可能取的同一个值.此时,在Y 的分布律中,只需列出一个,然后把对应于这些相同值的概率相加,作为Y 取这个可能值的概率.X x 1 x 2 … x k …Pp 1 p 2 … p k…Y g (x 1) g (x 2)… g (x k ) …Pp 1 p 2 … p k…二、连续型随机变量X 的函数Y =g (X )的分布例2.设随机变量X 的概率密度为令求Y 的分布.解:2,01()0,x x f x <<⎧=⎨⎩其他1,1/20,1/2X Y X ≤⎧=⎨>⎩(1)P Y =(1/2)P X =≤1/2124xdx ==⎰所以Y 的分布为13(0)1(1)144P Y P Y ==-==-=Y0 1P 3/4 1/4例3.设连续型随机变量X 的概率密度函数为求Y =2X +8的概率密度.解:设X 和Y 的分布函数分别为F X (x )和F Y (y ).F Y (y )=P (Y≤y )=P (2X +8≤y )于是Y 的密度函数/8,04()0,X x x f x <<⎧=⎨⎩其它88()()22X y y P X F --=≤=()81()()22Y Y X dF y y f y f dy -==⋅故当8<y <16时,当y ≤8或y ≥16时,81()()22Y X y f y f -=⋅/8,04()0,X x x f x <<⎧=⎨⎩其它88()216X y y f --=8()02X y f -=8,816()320,Y y y f y -⎧<<⎪=⎨⎪⎩其它方法:1.先求Y=g(X)分布函数F(y);Y2.求分布函数F Y (y)的导数,即为密度函数f Y(y).关键步骤:F(y)=P(Y≤y)=P(g(X)≤y)=P(X∈D)Y。
同济大学《概率论与数理统计》PPT课件
同济大学数学系 & 人民邮电出版社
四、随机事件之间的关系与运算
第1章 随机事件与概率 10
(1)事件的包含
若事件 A 的发生必然导致事件 B 的发生, 则称事件A 包含在事件 B 中. 记作 A B .
BA
A B
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3
某快餐店一天内接到的订单量;
4
航班起飞延误的时间;
5
一支正常交易的A股股票每天的涨跌幅。
二、样本空间
第1章 随机事件与概率 6
一个随机试验,每一个可能出现的结果称为一个样本点,记为
全体样本点的集合称为样本空间, 记为 , 也即样本空间是随机试验的一切可能结果组成
的集合, 集合中的元素就是样本点. 样本空间可以是有限集, 可数集, 一个区间(或若干区间的并集).
01 在相同的条件下试验可以重复进行;
OPTION
02 每次试验的结果不止一个, 但是试验之前可以明确;
OPTION
03 每次试验将要发生什么样的结果是事先无法预知的.
OPTION
一、随机试验
例1
随机试验的例子
第1章 随机事件与概率 5
1 抛掷一枚均匀的硬币,有可能正面朝上,也有可能反面朝上;
2
抛掷一枚均匀的骰子,出现的点数;
(互斥).
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2、随机事件之间的运算
第1章 随机事件与概率 12
(1)事件的并
事件 A 或 B至少有一个发生时, 称事件 A 与事件B 的并事件发生, 记为 A U B .
(2)事件的交(积)
高等数学 概率论与数理统计课件(一)
高等数学概率论与数理统计课件(一)高等数学概率论与数理统计课件1. 课程简介•高等数学概率论与数理统计是大学数学专业的一门重要课程。
•它是数学学科的基础,也是应用数学的重要工具。
•本课程旨在帮助学生掌握概率论与数理统计的基本概念、理论和方法。
2. 概率论部分2.1 概率的基本概念•概率的定义和性质•随机事件的概率计算方法•条件概率与独立事件2.2 随机变量和概率分布•随机变量的定义和性质•离散型随机变量和连续型随机变量•常见概率分布:离散型和连续型2.3 随机变量的数字特征•期望、方差、标准差的定义和计算•切比雪夫不等式•大数定律和中心极限定理3. 数理统计部分3.1 统计基础•总体和样本的统计特征•参数估计和区间估计•假设检验的基本思想3.2 参数估计•点估计和区间估计的概念•常见的参数估计方法:极大似然估计、矩估计等•置信区间的计算和解释3.3 假设检验•假设检验的基本原理•假设检验的步骤和流程•常见的假设检验方法:单样本、两样本和多样本检验4. 课程学习方法•注重理论和实践相结合,理论指导实践、实践检验理论。
•多做习题,通过刷题巩固知识点。
•参考相关教材和参考书,拓宽知识广度和深度。
•加强课后讨论和交流,与同学共同解决问题。
•关注概率论与数理统计的应用领域,扩展应用实践。
5. 课程考核方式•平时成绩:课堂参与、作业完成情况等。
•期中考试:对课程前半部分的知识进行考核。
•期末考试:对整个课程的知识进行考核。
•课程项目:根据实际情况进行论文、实验等形式进行综合评估。
6. 学习资源推荐•《高等数学》教材,北京大学出版社。
•《概率论与数理统计教程》教材,清华大学出版社。
•《概率论与数理统计习题集》辅导书,高等教育出版社。
•在线学习资源:Coursera、edX、网易云课堂等平台提供的相关课程。
7. 小结•高等数学概率论与数理统计课程是数学专业学生不可或缺的重要课程。
•本课程旨在帮助学生掌握概率论与数理统计的基本概念、理论和方法。
概率论与数理统计课件:数理统计基础知识
数理统计基础知识
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6.1.1 总体
§6.1 总体和随机样本
总体:研究对象的全部可能观察值叫做总体. 个体:组成全体的每个观察值叫做个体.
如:考察某校学生的身高
总体:该校的所有学生的身高 个体:每个学生的身高
数理统计基础知识
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实际问题中,要研究的是有关对象的各种数量指标. 总体可以用一个随机变量及其分布来描述.
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由于抽样的目的是为了对总体进行统计推断, 为了使抽取的样本能很好地反映总体的信息,必 须考虑抽样方法.
最常用的一种抽样方法叫作“简单随机抽样” 它要求抽取的样本满足下面两点: 1. 代表性: X1,X2,…,Xn中每一个与所考察 的总体有相同的分布.
2. 独立性: X1,X2,…,Xn是相互独立的随机变量.
从一批产品中抽5件,检验产品是否合格.
数理统计基础知识
样本容量为5
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样本是随机变量.
抽到哪5辆是随机的
容量为n的样本可以看作n维随机变量(X1,X2,…,Xn).
但是,一旦取定一组样本,得到的是n个具体的数 (x1,x2,…,xn),称为样本的一次观察值,简称样本值 .
数理统计基础知识
总体的指标 如体重、身高、寿命等 是随机变量X 个体的指标 如体重、身高、寿命等 是随机变量X 的一个取值
常用随机变量的记号或用其分布函数表示总体.
如:总体X或总体F X
数理统计基础知识
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有限总体 总体
无限总体
1.考察某校大一新生(共2000人)的身高. 有限总体
2.观测某地每天最高气温. 无限总体 3.某厂生产的所有电视显像管的寿命. 无限总体
概率论与数理统计ppt课件
称这种试验为等可能概型(或古典概型)。
*
例1:一袋中有8个球,其中3个为红球,5个为黄球,设摸到每一球的可能性相等,从袋中不放回摸两球, 记A={恰是一红一黄},求P(A). 解:
(注:当L>m或L<0时,记 )
例2:有N件产品,其中D件是次品,从中不放 回的取n件, 记Ak={恰有k件次品},求P(Ak). 解:
*
第四章 随机变量的数字特征 4.1 数学期望 4.2 方差 4.3 协方差及相关系数 4.4 矩、协方差矩阵 第五章 大数定律和中心极限定理 5.1 大数定律 5.2 中心极限定理 第六章 数理统计的基本概念 6.1 总体和样本 6.2 常用的分布
*
第七章 参数估计 7.1 参数的点估计 7.2 估计量的评选标准 7.3 区间估计 第八章 假设检验 8.1 假设检验 8.2 正态总体均值的假设检验 8.3 正态总体方差的假设检验 8.4 置信区间与假设检验之间的关系 8.5 样本容量的选取 8.6 分布拟合检验 8.7 秩和检验 第九章 方差分析及回归分析 9.1 单因素试验的方差分析 9.2 双因素试验的方差分析 9.3 一元线性回归 9.4 多元线性回归
解: 设 Ai={ 这人第i次通过考核 },i=1,2,3 A={ 这人通过考核 },
亦可:
*
例:从52张牌中任取2张,采用(1)放回抽样,(2)不放 回抽样,求恰是“一红一黑”的概率。
利用乘法公式
与 不相容
(1)若为放回抽样:
(2)若为不放回抽样:
解: 设 Ai={第i次取到红牌},i=1,2 B={取2张恰是一红一黑}
①
②
①
1 2 N
①
②
1 2 N
……
概率论与数理统计课件(完整)
1.3 频率与概率
某人向目标射击, 以A表示事件“命中目标”, P( A) =? 定义:(p8) 事件A在n次重复试验中出现nA次,则 比值nA/n称为事件A在n次重复试验中
(1) P(A) ≥0;
(2) P()=1;
(3) 可列可加性:设A1,A2,…, 是一列两两互不 相容的事件,即AiAj=,(ij), i , j=1, 2, …, 有 P( A1 A2 … )= P(A1) +P(A2)+…. 则称P(A)为事件A的概率。 (1.1)
2.概率的性质 P(8-9) (1) 有限可加性:设A1,A2,…An , 是n个两两互 不相容的事件,即AiAj= ,(ij), i , j=1, 2, …, n ,则有 P( A1 A2 … An)= P(A1) +P(A2)+… P(An); (2) 单调不减性:若事件AB,则 P(A)≥P(B) (3)事件差 A、B是两个事件, 则 P(A-B)=P(A)-P(AB)
种取法.
1、抽球问题
例1:设合中有3个白球,2个红球,现从合中 任抽2个球,求取到一红一白的概率。 解:设A-----取到一红一白
N () C
2 5
1 1 N ( A) C3 C2
CC 3 P( A) 2 C5 5
1 3
1 2
答:取到一红一白的概率为3/5
一般地,设盒中有N个球,其中有M个白 球,现从中任抽n个球,则这n个球中恰有
概率论与数理统计教程ppt课件
• 每天早晨太阳从东方升起; • 水在标准大气压下加温到100oC沸腾;
2. 随机现象
• 掷一枚硬币,正面朝上?反面朝上? • 一天内进入某超市的顾客数; • 某种型号电视机的寿命;
16 March 2020
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第一章 随机事件与概率
第3页
1.1.1 随机现象
• 随机现象:在一定的条件下,并不总出现相 同结果的现象称为随机现象.
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第一章 随机事件与概率
例1.2.1 六根草,头两两相接、
尾两两相接。求成环的概率.
解:用乘法原则直接计算 所求概率为
644221 8 6 5 4 3 2 1 15
第30页
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第一章 随机事件与概率
3. 若 AnF ,n=1, 2, …, 则
UFA.n
n 1
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第一章 随机事件与概率
第21页
§1.2 概率的定义及其确定方法
• 直观定义 —— 事件A 出现的可能性大小.
• 统计定义 —— 事件A 在大量重复试验下 出现的频率的稳定值称为该事件的概率.
2. 样本点 —— 随机试验的每一个可能结果.
3. 样本空间(Ω) —— 随机试验的所有样本点构成的集合.
4. 两类样本空间: 离散样本空间 样本点的个数为有限个或可列个. 连续样本空间 样本点的个数为无限不可列个.
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第一章 随机事件与概率
第5页
1.1.3 随机事件
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第一章 随机事件与概率
概率论与数理统计教程_第五版_课件
五、随机事件的关系及运算
(1)、随机事件间的关系
设试验 E 的样本空间为Ω, 而 A, B, Ak (k = 1,2,L 是Ω 的子集 ) .
出现, 若事件 A 出现 必然导致 B 出现 1、包含关系 则称事件 则称事件 B 包含事件 A,记作 B ⊃ A 或 A ⊂ B. 记作
特别地 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. 2.两事件的和与并
ω ω
三、样本空间 样本点
定义 随机试验的每一个可能的结果,称 为基本事件,随机试验的所有可能的结果的 全体称为样本空间,用Ω或S表示。则Ω中的 点就是基本事件,也称作样本点,常用w表 w 示。
四、随机事件的概念
随机事件 随机事件E的样本空间Ω的子(或 某些样本点的子集),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.
概率论与数理统计教程
沈恒范 编
高等教育出版社
目 录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 事件与概率 离散型随机变量 连续型随机变量 大数定律与中心极限定理 数理统计的基本概念 点估计 假设检验 方差分析与回归分析
第一章
事件与概率
1.1 随机事件和样本空间
一、随机现象 二、随机试验 三、样本空间 样本点 四、随机事件的概念 五、随机事件的关系
至少发生一个” “二事件 A, B至少发生一个”也是一 个事件, 称为事件 A与事件B的和事件.记作AU B,显然 AU B = {e | e ∈ A或e ∈ B}.
推广:
《概率论与数理统计》课件
XXXX大学
单选题 1分
下列对古典概型说法正确的个数是 ( )。 A ①试验中可能出现的基本事件只有有限个;
②每个事件出现的可能性相等;
B ③若基本事件总数为n ,事件 A 包括 k 个基本事件,则P(A) = k n ;
④每个基本事件出现的可能性相等。 C A. 0
B. 1 C. 2 D D. 3
柯尔莫哥洛夫
概率的公理化定义
概率的性质
频率方法:
频率= nA n
概率=频率的稳定值
Ⅰ.规范性 Ⅱ.非负性 Ⅲ.可列可加
Ⅰ.P( ) = 0 ; Ⅱ.有限可加性 Ⅲ.对
立事件概率Ⅳ.减法公式; Ⅴ加法公式
概率
三种计算方法
几何方法:一维线段的长度;
二维区域的面积; 三维立体的体积.
古典方法:
Ⅰ .随机试验中只有有限个可能的结果;
AB
A
B
A = (A− B) + AB 显然A− B与AB互斥
2
P(A) = P(A− B) + P(AB)
P(A− B) = P(A) − P(AB)
B 仁 A,则P(A− B) = P(A) − P(B). 显然P(A) > P(B)
1.3.2概率的公理化定义及其性质
P( ) = 0;
A1 , A2 , , An
A
B. P(AB) = 1− P(A) − P(B) + P(AB) C. P(AB) = P(A)P(B)
B
D. P(A− B) = 0
C
P(A− B) = P(A) − P(AB) ,排除选项 A。
D
1− P(A) − P(B) + P(AB)=P(A) −1+ P(B) + P(A B)
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0.5 0.7 70 0.5 0.7 0.5 0.25 95
说明狼没有来,小孩
2016年6月25日星期六
20
【例 22】 金工车间有 10 台同类型的机床,每台机床配 备的电动机功率为 10 千瓦,已知每台机床工作时,平 均每小时实际开动 12 分钟,且开动与否是相互独立 的.现因当地电力供应紧张,供电部门只提供 50 千瓦 的电力给这 10 台机床,问这 10 台机床能够正常工作的 概率为多大?
2016年6月25日星期六
22
解 设系队得胜人数为 X ,则在上述三种方案中,系队 胜利的概率分别为
(1) P X 2 C
k 2 5
3
k 3
0.4 0.6
k k
3 k
0.352. 0.317. 0.290.
(2) P X 3 C
k 3 7
条件概率 小 结
条件概率 缩减样本空间 乘法公式 定义式
全概率公式
贝叶斯公式
1.5 事件的独立性
一、两事件独立
(P19) 定义1 设A、B是两事件,P(A) ≠0,若 P(B)=P(B|A) 则称事件A与B相互独立。 式(1.5.1)等价于: (1.5.1)
P(AB)=P(A)P(B)
(1.5.2)
§1.6 伯努里概型
2016年6月25日星期六
18
定义 13 设有两个试验 E1 和 E2 ,假如试验 E1 的任意一个 结果(事件)与试验 E2 的任意一个结果(事件)都是相互 独立的,则称这两个试验相互独立.类似地,假如 n 个 试验 E1 , E2 ,, En 满足: E1 的任意一个结果、 E2 的任意 一个结果… En 的任意一个结果都是相互独立的,则称试 验 E1 , E2 ,, En 相互独立.如果这 n 个试验还是相同的, 则称其为 n 重独立重复试验.如果在 n 重独立重复试验 中,每次试验的可能结果为两个: A 或 A ,则称这种试 验为 n 重伯努利试验.
EX1:一个学生欲到三家图书馆借一本参考书.每 家图书馆购进这种书的概率是1/2,购进这种书 的图书馆中该书被借完了的概率也是1/2.各家 图书馆是否购进该书相互独立.问该学生能够借 到书的概率是多少? 第一章 小结
本章由六个概念(随机试验、事件、概率、条件概率 、独立性),四个公式(加法公式、乘法公式、全概 率公式、贝叶斯公式)和一个概型(古典概型)组成
P(BC)=P(B)P(C), 则称事件A、B、C两两相互独立; 若在此基础上还满足:
(2)
P(ABC)=P(A)P(B)P(C),
则称事件A、B、C相互独立。
(1.5.3)
一般地,设A1,A2,…,An是n个事件,如果对 任意k (1kn), 任意的1i1i2 … ik n,具有等式 P(A i1 A i2 … A ik)=P(A i1)P(A i2)…P(A ik) (1.5.4) 则称n个事件A1,A2,…,An相互独立。
2016年6月25日星期六
19
在 n 重伯努利试验中主要考察两类事件的概率: (1)事件 A 在第 k 次试验中首次“发生”的概率; (2) n 次试验中事件 A 恰有 k 次“发生”的概率.
定 理 在 n 重 伯 努 利 试 验 中 , 设 P( A) p ,
P( A) 1 p q (其中 0 p 1 ),则
第四讲 全概率公式与贝叶斯公式
例4.(p16)市场上有甲、乙、丙三家工厂生产的同一品牌 产品,已知三家工厂的市场占有率分别为 1/4、 1/4 、1/2 , 且三家工厂的次品率分别为 2%、1%、3%,试求市场上 该品牌产品的次品率。 设:B:买到一件次品
A1 : 买到一件甲厂的产品 A2 : 买到一件乙厂的产品 A3 : 买到一件丙厂的产品
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k
10 k
0.994.
21
【例 23】 某大学的校乒乓球队与数学系乒乓球队举行 对抗赛.校队的实力较系队为强,当一个校队运动员与 一 个 系 队运 动 员 比赛 时 , 校队 运 动 员获 胜 的 概率为 0.6.现在校、系双方商量对抗赛的方式,提了三种方 案: (1) 双方各出 3 人; (2) 双方各出 5 人; (3) 双方各出 7 人. 三种方案中均以比赛中得胜人数多的一方为胜利.问: 对系队来说,哪一种方案有利?
P( A ) P( B | A )
i 1 i i
n
, ( j 1,..., n)
(1.5.6)
式(1.4.6)就称为贝叶斯公式。
(P22) 商店论箱出售玻璃杯,每箱20只,其中每箱含 0,
1,2只次品的概率分别为0.8, 0.1, 0.1,某顾客选中一 箱,从中任选4只检查,结果都是好的,便买下了这一箱 .问这一箱含有一个次品的概率是多少?
解:设A1——从甲袋放入乙袋的是白球;
A2——从甲袋放入乙袋的是红球; B——从乙袋中任取一球是红球; 1 2 3 1 7 P( B ) P( B | A1 ) P( A1 ) P( B | A2 ) P( A2 ) 2 3 4 3 12
甲 乙
思考:上例中,若已知取到一个红球,则从甲袋放 入乙袋的是白球的概率是多少?
P( B1 ) P( A | B1 )
P( B ) P( A | B )
i 0 i i
2
5 0.0848 0.8 1 0.1 4 0.112 5 19
0.1 4
例 6 (p18) 数字通讯过程中,信源发射 0 、 1 两种状态信号, 其中发0的概率为0.55,发1的概率为0.45。由于信道中存在干 扰,在发0的时候,接收端分别以概率0.9、0.05和0.05接收为 0 、 1 和“不清”。在发 1 的时候,接收端分别以概率 0.85 、 0.05 和0.1接收为 1、 0和“不清”。现接收端接收到一个“1” 的信号。问发端发的是0的概率是多少? 解:设A---发射端发射0, B--- 接收端接收到一个“1”的信号.
解 设 10 台机床中正在开动着的机床台数为 X ,则
1 4 Pn k P( X k ) C 5 5
k 10
5 5 k 10
k
10 k
1 4 P( X 5) P( X k ) C 5 5 k 0 k 0
P{A1 A2 ... An ) 1 P( A1 )....P( An )
(1.5.5)
P23, 24.如图,1、2、3、4、5表示继电器触点,假设每个触 点闭合的概率为p,且各继电器接点闭合与否相互独立,求L 至R是通路的概率。
设A---L至R为通路,Ai---第i个继电器通,i=1,2,…5
P( A | A3 ) P( A1 A4 A2 A5 )
2p p
2
4
P( A | A3 ) P{( A1 A2 )( A4 A5 )} P( A | A3 ) P( A1 A2 ) P( A4 A5 )
(2 p p 2 ) 2
由全概率公式 P( A) P( A | A3 )P( A3 ) P( A | A3 )P( A3 ) 2 p 2 2 p3 5 p 4 2 p5
分,且P(Ai)>0,(i=1,…,n),
则对任何事件B 有
P( B)= P( Ai ) P( B | Ai )
i 1 n
(1.4.5)
式(1.4.5)就称为全概率公式。
例5 有甲乙两个袋子,甲袋中有两个白球, 1个红球,乙袋中有两个红球,一个白 球.这六个球手感上不可区别.今从甲袋中 任取一球放入乙袋,搅匀后再从乙袋中任取 一球,问此球是红球的概率?
定义 (p17)事件组A1,A2,…,An (n可为), 称为样本空间的一个划分,若满足:
(i) Ai ;
i 1
n
(ii) Ai Aj , (i j ), i, j 1, 2,..., n.
… … B … … A2
A1
An
…
定理1、(p17) 设A1,…, An是的一个划
0.05 0.55 P( B A ) P ( A ) P(A B ) = = = 0.067 0 . 05 0 . 55 0 . 85 0 . 45 P ( B A ) P( A ) P ( B A ) P ( A )
0 (0.55)
0 (0.9)
清 1 (0.05)
不
(0.05)
k 5
0.4 0.6 0.4 0.6
k
5 k
(3) P X 4 C
k 4
k 7
7k
由此可知第一种方案对系队最为有利(此时,对校队最为不利).
2016年6月25日星期六 23
【例 24】 某人有一串 m 把外形相同的钥匙,其中只有 一把能打开家门.有一天该人酒醉后回家,下意识地每 次从 m 把钥匙中随便拿一只去开门,问该人在第 k 次才 把门打开的概率多大?
答: P( A | B) P( A1 B) P( B | A1 ) P( A1 ) 4 1
P( B) 7 12 7
定理2 (p18) 设A1,…, An是S的一个划分,且P(Ai) > 0 ,(i=1,…,n),则对任何事件BS,有
P( Aj | B) P( Aj ) P( B | Aj )
1 (0.45)
1
(0.85)
清 0 (0.05)
不 (0.1)
狼来了:假定孩子喊“狼来了”是半真半假。孩 子说假话时,狼真的来了的概率是0.3;孩子说真话 时,狼真的来了的概率是0.75,受骗两次之后的村民 们在第三次听到“狼来了”时,还会上山吗?