概率论与数理统计——第一章总结笔记


  1. 思维导图:

             

 


2.基本概念

事件:

  • 基本事件:试验中最小单位的结果。几何意义:样本中的一个点
    • 例如:投一次骰子,记出现的点数,基本事件为{1},{2},{3},{4},{5},{6}。
    • 符号表示:w
  • 随机事件:一次试验的可能结果。  几何意义:几个样本点
    • 例如:投一次骰子,出现1或2.随机事件为{1,2}
    • 符号表示:大写字母如 A、B
  • 必然事件:一次实验中必然发生的事件。几何意义:样本空间
    • 符号表示:Ω
  • 不可能事件:一定不发生的事件。几何意义:空集
    •   符号表示:ø

事件关系:

  • 包含  :AコB ,B发生,A一定发生
  • 互不相容:  AB=ø
  • 对立 :B=¬A(A的逆)

事件运算:

  • 并:AㄩB(A+B)   A或B发生、A,B至少发生一个
  • 交:AB(A*B)A,B同时发生
  • 差:A-B=A-AB=A(¬B)

3.概率

  • 定义:事件发生的可能性
  • 性质:
    • 非负性:P(A)>=0
    • 规范性:P(Ω)=1
    • 可列可加性:A1,A2.....An互不相容,则P(A1+A2+.....+An)=P(A1)+P(A2)+....P(An)
    • 单调不减性:AコB,则P(A)>=P(B)
    • 加法公式:P(AUB)=P(A)+P(B)-P(AB)
    • 减法公式:P(A-B)=P(A-AB)=P(A(¬B))
    • 求逆公式:P(¬A)=1-P(A)
  • 三个重要公式
    • 条件概率公式:
    • 全概率公式:
      若事件A1,A2,…构成一个完备事件组且都有正概率,则对任意一个事件B,有如下公式成立:
      P(B)=P(BA1)+P(BA2)+...+P(BAn)=P(B|A1)P(A1) + P(B|A2)P(A2) + ... + P(B|An)P(An).
      此公式即为全概率公式。
      特别地,对于任意两随机事件A和B,有如下成立: 
       
       

 

注:这里要求A1,A2,....An,是互不相容的。

例一:事件B为我今天去上学,让我去上学的原因有五种,今天是周一,今天是周二,今天是周三,今天是周四,今天是周五.这五种原因可以 看作完备事件组A1,A2,A3,A4,A5,他们其中发生任意一个都将导致我去上学,且他们是互不相容的。求我今天去上学的概率,也就是事件B的概率.此时用全概率公式。今天是周1的概率为1/7,在周一的情况下我去上学的概率为1,故P(B|A1)P(A)=1*1/7=1/7,将所有分项加起来得P(B)=5/7.

从上述例子可以看出来,全概率公式得本质是知道原因求结果 ,即在知道某一事件在所有可能的各个原因下发生的概率,求得事件的概率。

例二:今天上学,如果下雨我可能会迟到,如果 起床晚了我可能会迟到。已知下雨的概率为0.4,下雨时我迟到的概率为0.9,起床晚了的概率为0.5,起床晚了迟到的概率为0.6.问我迟到的概率。

迟到的概率为:0.4*0.9+0.5*0.6=0.66

    • 贝叶斯公式

        贝叶斯公式是用来 已知发生某一事件的概率,来求导致这一事件发生可能的原因的概率。本质来说是知道结果求原因   

    推导过程:

    第一步:P(Bi|A)=P(ABi)/P(A)利用条件概率公式

    第二步:分子用乘法公式展开:P(ABi)=P(Bi)P(A|Bi) 含义:在Bj这个条件下发生事件A的概率

    第三步:分母用全概率公式展开:P(A)=P(Bi=1)P(A|Bi=1)+P(Bi=2)P(A|Bi=2)+.....+P(Bi=n)P(A|Bi=n)  含义:在所有可能条件下发生A的概率。

    得:P(Bi|A)=P(ABi)=P(Bi)P(A|Bi) /P(Bi=1)P(A|Bi=1)+P(Bi=2)P(A|Bi=2)+.....+P(Bi=n)P(A|Bi=n

    由此可知,贝叶斯公式其实就是  因为这个原因导致事件发生的概率 比上 因为所有原因(完备事件组)导致事件发生的概率 。

    

例1:因为是周一所以迟到得概率是0.5,周二0.1,周三0.1,周四0.1,周五0.1,已知我今天迟到了,求今天是周一的概率:

即 0.5/0.5+0.1+0.1+0.1+0.1=5/9.这里的0.5,0.1...0.1已经是条件概率了。

例2:如果 下雨我可能迟到,起床晚了我可能会迟到。已知下雨迟到的概率为0.4,起床晚了迟到(A2)的概率为0.5,

下雨的概率为0.9,起床晚的概率是0.8.问我迟到是因为下雨(A1)的概率。

P(A1|B)=P(A1B) / P(B)=P(B|A1)(A1) / (P(B/A1)P(A1)+P(B/A2)P(A2))=0.4*0.9/(0.4*0.9+0.5*0.8)=9/19


 

有错误请指出       

 

 


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