第一章随机事件与概率-概念总结
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?表示,其中的每一个结果用e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?)与不可能事件(记作?) 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
1,作A?B;“n个事件AA2,,An中至少有一事件发生”这一事件称为
nA1,A2,,An的和,记作A1?A2?A2,?An(简记为i?1Ai).
(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
1,记为AB);“n个事件A,An同时发生”这一事件称为A1,nA2,,An的积
1?A2?事件,记作A?An(简记为A1A2A2,A2,An或i?1Ai).
(5) 互不相容:若事件A和B不能同时发生,即AB??,那么称事件A与B互不相
1,容(或互斥),若n个事件A1,≤i ,An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AB??且 A?B??,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. 第1页 共4页 (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nA次,则比值nA/n称为随机事件A发生的频率,记作fn(A),即 (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fn(A)在一个稳定的值p(0 (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?是个有限集,不妨记作??{e1,e2, (ii) 在每次试验中,每个样本点ei(i?1,2,fn(A)?nAn. ,en}; ,n)出现的概率相同,即 P({e1})?P({e2})? 在古典概型中,规定事件A的概率为 ?P({en}). P(A)?A中所含样本点的个数nA??中所含样本点的个数n. (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 P(A)? (5) 概率的公理化定义 A的长度(或面积、体积)样本空间的的长度(或面积、体积)· 设随机试验的样本空间为?,随机事件A是?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?,有P(?)?1; 1,A2, 公理3 (可列可加性) 对于两两互不相容的事件A?,An,,有 P(i?1Ai)??P(Ai)i?1?, 则称P(A)为随机事件A的概率. 第2页 共4页 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) P(?)?0. 1,A2, (2) (有限可加性) 设n个事件A,An两两互不相容,则有 ?An)??P(Ai)i?1nP(A1?A2? (3) 对于任意一个事件A: . P(A)?1?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P(A)?1. (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). 1,A2,对于任意n个事件A,An,有 nP(i?11?i?j?n1?i?j?k?ni?1 . 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 A?i)??P(Ai)n?P(iAjA?)?P(iAjAk?A)n?1??(1)1P(AnA)P(A|B).当P(B)?0,规定 P(A|B)?P(AB)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P(A)?0,P(B)?0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P(A)?0,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P(B)?0,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. 1,A2, 对于任意n个事件A,An相互独立性定义如下:对任意一个k?2,,An总满足 第3页 共4页 ,n,任意的 1?i1??ik?n,若事件A1,A2,