概率与数学期望



写在前面:

在概率论中,我们把一个随机试验的某种可能结果称为"样本点",把所有可能结果构成的集合称为"样本空间"。在一个给定的样本空间中,随机事件就是样本空间的子集,即由若干个样本点构成的集合,随机变量就是把样本点映射为实数的函数。

随机变量分为离散型与连续型两种,其中离散型随机变量就是取值有限或可数的随机变量。

概率

定义

设样本空间为\(\Omega\),若对于\(\Omega\)中的每一个随机事件\(A\),都存在实值函数\(P(A)\),满足:

  1. \(P(A) >= 0\).

  2. \(P(\Omega)= 1\).

  3. 对于若干个两两互斥事件\(A_1\),\(A_2\),\(\dots\)\(\sum P(A_i) = P(\bigcup A_i)\),其中\(\bigcup\)表示并集。

则称\(P(A)\)为随机事件\(A\)发生的概率。概率是一个0~1之间的实数。


性质

前置芝士qaq~

事件\(A \bigcup B\)称为\(A\)\(B\)的和事件(可以理解为\(A\)or\(B\),即\(A\)\(B\)任意发生一个)。如果\(A\)\(B\)至少任意发生一个,我们就说事件\(A \bigcup B\)发生。\(A \bigcup B\)也记作\(A+B\).

事件\(A \bigcap B\)称为\(A\)\(B\)的积事件(可以理解为\(A\)and\(B\),即\(A\)\(B\)同时发生)。如果\(A\)\(B\)同时发生,我们就说事件\(A \bigcap B\)发生。\(A \bigcap B\)也记作\(A*B\).


1.非负性:对于任何事件\(A\),都有\(0 \leq P(A) \leq 1\);

2.规范性:对于每个必然事件\(A\)\(P(A) =1\);每个不可能事件\(A\)\(P(A) = 0\);

3.互斥性:对于任意两个事件\(A\)\(B\)\(P(A \bigcup B) = P(A) + P(B) - P(A \bigcap B)\);

4.互斥事件的可加性:如果事件\(A\)\(B\)是互斥的,那么\(P(A \bigcup B) = P(A) + P(B)\);

5.对立事件的概率之和=1;

6.独立事件的可乘性:如果A和B之间是相互不干扰的,我们就说A和B是相互独立的事件,那么就有\(P(A \bigcap B) = P(A) * P(B)\).

数学期望

定义

若随机变量\(X\)的取值有\(x_1,x_2,\dots\),一个随机事件可表示为\(X = X_i\),其概率为\(P(X = X_i) = p_i\),则称\(E(X) = \sum p_ix_i\)为随机变量X的数学期望。通俗地讲,数学期望是随机变量取值与概率的乘积之和。

性质

数学期望是线性函数,满足:
\(E(aX + bY) = a * E(X) + b * E(Y)\)

该性质是我们能够对数学期望进行递推求解的基本依据。


以后做到相关题目了再接着写吧。


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