概率與數學期望



寫在前面:

在概率論中,我們把一個隨機試驗的某種可能結果稱為"樣本點",把所有可能結果構成的集合稱為"樣本空間"。在一個給定的樣本空間中,隨機事件就是樣本空間的子集,即由若干個樣本點構成的集合,隨機變量就是把樣本點映射為實數的函數。

隨機變量分為離散型與連續型兩種,其中離散型隨機變量就是取值有限或可數的隨機變量。

概率

定義

設樣本空間為\(\Omega\),若對於\(\Omega\)中的每一個隨機事件\(A\),都存在實值函數\(P(A)\),滿足:

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

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

  3. 對於若干個兩兩互斥事件\(A_1\),\(A_2\),\(\dots\)\(\sum P(A_i) = P(\bigcup A_i)\),其中\(\bigcup\)表示並集。

則稱\(P(A)\)為隨機事件\(A\)發生的概率。概率是一個0~1之間的實數。


性質

前置芝士qaq~

事件\(A \bigcup B\)稱為\(A\)\(B\)的和事件(可以理解為\(A\)or\(B\),即\(A\)\(B\)任意發生一個)。如果\(A\)\(B\)至少任意發生一個,我們就說事件\(A \bigcup B\)發生。\(A \bigcup B\)也記作\(A+B\).

事件\(A \bigcap B\)稱為\(A\)\(B\)的積事件(可以理解為\(A\)and\(B\),即\(A\)\(B\)同時發生)。如果\(A\)\(B\)同時發生,我們就說事件\(A \bigcap B\)發生。\(A \bigcap B\)也記作\(A*B\).


1.非負性:對於任何事件\(A\),都有\(0 \leq P(A) \leq 1\);

2.規范性:對於每個必然事件\(A\)\(P(A) =1\);每個不可能事件\(A\)\(P(A) = 0\);

3.互斥性:對於任意兩個事件\(A\)\(B\)\(P(A \bigcup B) = P(A) + P(B) - P(A \bigcap B)\);

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.對立事件的概率之和=1;

6.獨立事件的可乘性:如果A和B之間是相互不干擾的,我們就說A和B是相互獨立的事件,那么就有\(P(A \bigcap B) = P(A) * P(B)\).

數學期望

定義

若隨機變量\(X\)的取值有\(x_1,x_2,\dots\),一個隨機事件可表示為\(X = X_i\),其概率為\(P(X = X_i) = p_i\),則稱\(E(X) = \sum p_ix_i\)為隨機變量X的數學期望。通俗地講,數學期望是隨機變量取值與概率的乘積之和。

性質

數學期望是線性函數,滿足:
\(E(aX + bY) = a * E(X) + b * E(Y)\)

該性質是我們能夠對數學期望進行遞推求解的基本依據。


以后做到相關題目了再接着寫吧。


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