概率论中的基本概念

课程来源:《概率论与数理统计》

感觉这些在以前还有一周要考试的时候预习过,该学还是要学的...回顾一下公式和基本概念。

事件之间的关系和规律

事件之间的关系(取图请告知).png

运算规律

  • 交换律

    A \cup B = B \cup A, A \cap B = B \cap A

  • 结合律

    ABC = (AB)C =A(BC)

    A \cup B \cup C = (A \cup B) \cup C = A \cup (B \cup C)

  • 分配律

    A \cap (B \cup C) = (A \cap B) \cup (A \cap C)

    A \cup (B \cap C) = (A \cup B) \cap (A \cup C)

  • De Morgan's Laws

    \bar {A\cup B }= \bar A \cap \bar B

    \bar {A\cap B }= \bar A \cup \bar B

A \cup (\bar B \cup \bar C) 表示A发生,B和C不发生


概率

E为随机试验,\Omega是它的样本空间,对事件A,P(A)满足:

  1. 0 \leqslant p(A) \leqslant 1

  2. p(\Omega) =1

  3. 若有互不相容的事件:A_1,A_2,A_3…A_i, P(\bigcup A_i) = \sum {P(A_i)}

性质:

  1. P(\phi) = 0 (不可能事件的概率为0)
  2. A_1, A_2,A_3,…An 互不相容,则 P(\bigcup_{i=1}^{m} A_i) = \sum_{i=1}^{m} P(A_i)
  3. 对任意事件A,P(A) + p(\bar A) = 1
  4. 事件A、 B,若 A \subset B,则 P(A) \leqslant p(B)P(B-A)=P(B)-P(A)
  5. 对任意事件A,BP(A \cup B) =P(A)+P(B)


古典概型

E是一个试验,满足:

  1. 样本空间 \Omega 中只有有限多个样本点
  2. 每个样本点发生的可能性相同
排列与组合

如果要想在n个组合中,按顺序的选择k个物品,选择的方式有:

P(n,k) = \frac {n!} {(n-k)!}

如果要想在n个组合中选择k个物品,不规定顺序,选择的方式有:

C(n,k) = \frac {n!}{(n-k)! *k!}

抽签模型:

袋子里有a只黑球,b只白球,现一只只地摸出球,求第k次摸到黑球的概率?
(1 \leqslant k \leqslant a+b)

古典概型(取图请告知).png

A = {第k次摸到黑球}

解法一:

​ 样本空间:(a+b)! (全排列)

​ 有利场合数:a * (a+b-1)! (放置一只黑球,剩下的全排列)

p(A) = \frac{a * (a+b-1)!}{(a+b)!} = \frac{a}{a+b}

解法二:

​ 样本空间:C_{a+b}^a (先放置所有黑球,剩下的必然放白球)

​ 有利场合数:C_{a+b-1}^{a-1} (k格黑球,再放置剩下的)

P(A) = \frac {C_{a+b-1}^{a-1}}{C_{a+b}^a} = \frac{a}{a+b}


条件概率

设有两个随机事件A、BP(B)\not=0,在给定B发生的条件下A发生的概率为:

P(A|B)=\frac {P(AB)}{P(B)}

(本质变化是样本空间缩小,由整个到给定条件的样本空间)

乘法公式

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

全概率公式
全概率公式(取图请告知).png

满足 B_1\cup B_2 \cup… Bn=\Omega, B_i \cap B_j \not=0, i\not=j,A为任一事件(红圈内),则

P(A)=\sum^{n}_{i=1}P(B_i)P(A|B_i)

贝叶斯公式

建立在条件概率的基础上寻找事件发生的原因,对任意事件A,则

P(B_j|A) = \frac {P(B_i)P(A|B_i)}{\sum_{i=1}^n P(B_i)P(A|B_i)} (P(B_i|A) = \frac{P(B_iA)}{P(A)})

  • P(B_j) 为先验概率
  • P(B_j|A) 反应产生结果A后对原因概率的推断,为后验概率
独立性

A,B 是随机试验 E 的两个事件,若满足:
P(AB) = P(A)P(B) (互不相容:加法)
A,B相互独立

看视频的时候会通过做一些题目来帮助理解,就不写,推荐基础不太好的同学看一下视频,浙大、南大等高校的公开课~

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