概率论的基础概念(1)

article/2025/9/15 11:58:46

重点讲述:
首先,最重要的前提:
(1)随机试验(大量(无穷次)重复试验)是概率论的基础!!!
(2)随机变量是不确定的,未知的,概率论研究的是随机变量可能的取值和相应值的概率!!!(如相关特性,期望和方差等)
(3)随机试验的结果对应随机变量的取值,取值的概率是无穷次随机试验中随机变量取得该值的频率。
(4)离散型随机变量的取值在点上,所以讨论某点的概率,连续型随机变量的取值在线上,所以讨论某区间的概率(随机变量的分布函数),或某点附近(dx)的概率密度(随机变量的概率密度)。

**
后面我们将知道,这种描述等同于伯努利大数定理,即:
极限定理是概率论的基本理论,包括“大数定律”和“中心极限定理”。
设fA是n次独立重复试验中事件A发生的次数,p是事件A在每次试验中发生的概率,则对于任意实数ε>0,有
伯努利大数定理的结果表明,对于任意ε>0,只要重复独立试验的次数n充分大,事件|fA/n-p|<ε实际上几乎是必定要发生的,事件“频率fA/n与概率p的偏差小于ε”实际上几乎是必定要发生的,这就是频率稳定性的真正含义。由实际推断原理,当试验次数很大时,便可以用事件的频率来代替事件的概率(即统计规律性)。 在这里插入图片描述

正文:
随机现象与统计规律性
在自然界中存在一类现象,例如,在相同条件下抛同一枚硬币,其结果可能是正面朝上,也可能是反面朝上,并且每次抛掷前无法肯定抛掷的结果是什么(离散型随机现象);用同一门炮向同一目标射击,各次的弹着点不尽相同,在一次射击之前无法确定弹着点的位置(连续性随机现象)。
然而,在大量重复试验中,如多次重复抛一枚硬币得到正面朝上的次数大致有一半,同一门炮射击同一目标的弹着点也按照一定规律分布。即大量重复试验中结果具有统计规律性,称之为“随机现象”。

1随机试验
随机试验满足的条件:
(1)可以在相同的条件下重复的进行;
(2)每次试验的可能结果不止一个,并且能事先明确试验的所有可能结果;
(3)进行一次试验之前不能确定哪一个结果会出现。
随机现象通过随机试验来研究。

2样本空间、随机事件
对于随机试验,尽管在每次试验之前不能预知试验的结果,但试验的所有可能结果组成的集合是已知的。随机试验E的所有可能结果组成的集合称为随机试验E样本空间,记为S样本空间S的元素称为样本点
试验E样本空间S子集为E的随机事件。在每次试验中,当且仅当这一子集的一个样本点出现时,称这一事件发生。

  • 样本空间S:随机试验E的所有可能结果集合
  • 随机事件:样本空间S的子集

3频率与概率
频率是有限次数(n次)试验,事件A发生的次数是nA,则事件A的频率为nA/n。
概率是可能性大小,当试验次数n趋于无穷时,频率收敛于概率。(可理解为大量重复试验中事件A发生次数所占比例)。

4条件概率
A已发生条件下事件B发生的概率。
(1)乘法定理

                   P(AB)=P(B|A)P(A)

(2)全概率公式和贝叶斯估计
全概率公式:
在很多实际问题中P(A)不易直接求得,但却容易找到S的一个划分B1,B2,…,Bn,且P(Bi)和P(A|Bi)或为已知,或容易求得,就可以根据全概率公式求得P(A)。

         P(A)=P(A|B1)P(B1)+P(A|B2)P(B2)+...+P(A|Bn)P(Bn)

设S为试验E的样本空间,B1,B2,…,Bn为E的一个划分(B1,B2,…,Bn相互间无交集,全体并集为样本空间S)

贝叶斯公式:
由先验概率求后验概率,详细的说就是由先验概率,似然函数,全概率公式求出后验概率
在这里插入图片描述

对离散型随机变量,在点上取得概率值。
对连续性随机变量,在段上取得概率值。
一维连续分布:线上无数散点模型(即大量重复试验的结果分布)
连续变量的可能取值落在线上,概率密度与线密度类似,求概率 密度从定义出发,即f(x)=P(x<X<x+dx)/dx!!!
二维连续分布:面上无数散点模型(同上,大量重复试验的结果分布)
一次试验结果可以有不同属性(如元件由哪个制造厂制造,是否为良品)
多维随机变量的概率相乘,概率的层次关系,一个随机变量是一层,


http://chatgpt.dhexx.cn/article/of4ReYEA.shtml

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