概率初步

一颓帝、古典概型

1.隨機(jī)試驗(yàn)

若試驗(yàn)滿足以下條件:
(1) 試驗(yàn)可在相同條件下重復(fù)進(jìn)行墨闲;
(2) 試驗(yàn)的結(jié)果具有很多可能性彤避;
(3) 試驗(yàn)前不能確切知道會(huì)出現(xiàn)何種結(jié)果嗓化, 只知道所有可能出現(xiàn)的結(jié)果.
這樣的試驗(yàn)叫作隨機(jī)試驗(yàn)缩擂, 簡稱試驗(yàn)谷浅, 記為E

2.隨機(jī)事件

在一定條件下可能發(fā)生也可能不發(fā)生的事件稱為隨機(jī)事件涂滴。常記為A, B, C, ????

3.基本事件胆建、 必然事件街州、 不可能事

由一個(gè)樣本點(diǎn)組成的單點(diǎn)集兼丰, 稱為基本事件, 基本事件也叫樣本點(diǎn).
樣本空間包含所有樣本點(diǎn).
在每次試驗(yàn)中總是要發(fā)生的事件唆缴, 稱為必然事件.
每次試驗(yàn)中一定不發(fā)生的事件鳍征, 稱為不可能事件, 記為\emptyset

4.概率的定義

隨機(jī)事件A發(fā)生的可能性大小的度量值稱為事件A的概率面徽, 記為P(A)

一次試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的每一個(gè)結(jié)果(事件A)稱為一個(gè)基本事件.三種事件都是在 “一定條件下” 發(fā)生的艳丛, 當(dāng)條件改變時(shí), 事件的性質(zhì)也可以發(fā)生變化

5.概率的性質(zhì)

  • 設(shè)有有限個(gè)兩兩互斥的事件A_1,A_2,A_3,...A_n,則P(\cup^n_{i-1} A_i)=\sum_{i=1}^nP(A_i)
  • 設(shè)\overline{A}是A的對(duì)立事件趟紊,則P(\overline{A})=1-P(A)

6.古典概型

隨機(jī)試驗(yàn)E具有以下兩特征:

  • 樣本空間的元素(即基本事件)只有有限個(gè)氮双;
  • 每個(gè)基本事件出現(xiàn)的可能性是相等的.

則稱E為古典概型試驗(yàn)

7.計(jì)算公式

在古典概型的情況下,事件A的概率定義為:
P(A)=\frac{事件A包含的基本事件數(shù)k}{樣本空間中基本事件總數(shù)n}

對(duì)于古典概率霎匈, 需要用排列組合分別計(jì)算分子和分母的情況數(shù)戴差, 然后用比值表示發(fā)生的概率.
古典概型的分母相當(dāng)于總情況數(shù), 比較容易求解唧躲, 分子求解難度較大

總結(jié):

  • 隨機(jī)試驗(yàn)的所有結(jié)果造挽,每個(gè)結(jié)果稱為基本事件(元素)
  • 將所有的結(jié)果(基本事件-元素),放到一個(gè)集合中 為 樣本空間
  • 樣本空間的子集 稱為 隨機(jī)事件(集合)(每個(gè)子集內(nèi)部的元素是有限個(gè)而且是確定的)
  • 不可能事件:空集
  • 必然事件:全集
  • 隨機(jī)事件的關(guān)系:子集和子集之間的關(guān)系
  • 互斥事件:子集和子集之間沒有交集
  • 對(duì)立事件:反面求解(補(bǔ)集思想)1-P(A)

二弄痹、獨(dú)立事件

如果兩事件中任一事件的發(fā)生不影響另一事件的概率饭入, 則稱這兩個(gè)事件是相互獨(dú)立的
若P(AB) =P(A)P(B),則稱兩個(gè)事件A和B是相互獨(dú)立的.

相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率=每個(gè)事件發(fā)生的概率相乘.

常用結(jié)論:

  • 如果事件A_1,A_2,...A_n相互獨(dú)立, 那么這n個(gè)事件同時(shí)發(fā)生的概率等于每個(gè)事件
    發(fā)生的概率的積,P(A_1A_2...A_n)=P(A_1)·P(A_2)·....·P(A_n)
  • 如果事件A_1,A_2,...A_n相互獨(dú)立肛真, 那么這n個(gè)事件都不發(fā)生的概率等于每個(gè)事件
    不發(fā)生的概率的積,P(\overline{A_1}\overline{A_2}....\overline{A_n})=P(\overline{A_1})·P(\overline{A_2})·....·P(\overline{A_n})
  • 如果事件A_1,A_2,...A_n相互獨(dú)立谐丢, 那么這n個(gè)事件至少有一個(gè)發(fā)生的概率,可以
    從其反面求解, 它等于1減每個(gè)事件都不發(fā)生的概率的積, P(A_1+A_2+...+A_n)=1-P(\overline{A_1})·P(\overline{A_2})·....·P(\overline{A_n})

兩個(gè)獨(dú)立事件模版:甲乙成功的概率分別為p_1和p_2

  • 甲乙都成功的概率:p_1·p_2
  • 甲乙都不成功的概率:(1-p_1)·(1-p_2)
  • 甲乙至少有一個(gè)成功的概率:1-(1-p_1)·(1-p_2)
  • 甲乙恰有一個(gè)成功的概率:p_1·(1-p_2)+p_2·(1-p_1)

三個(gè)獨(dú)立事件模板:甲乙丙成功的概率分別為p_1,p_2,p_3

  • 三人都成功的概率:p_1·p_2·p_3
  • 三人都不成功的概率:(1-p_1)·(1-p_2)·(1-p_3)
  • 三人至少有一個(gè)成功的概率:1-(1-p_1)·(1-p_2)·(1-p_3)
  • 恰有兩個(gè)人成功的概率:p_1·p_2·(1-p_3)+p_1·p_3·(1-p_2)+p_2·p_3·(1-p_1)
  • 至多有兩人成功的概率:1-p_1·p_2·p_3

三乾忱、古典概率

1.取樣古典概率

取樣方式 = \begin{cases} 逐次取樣 \begin{cases} 有放回取樣:樣本不變 C_n^1C_n^1C_n^1...\\ 無放回取樣: 樣本逐一減少C_n^1C_{n-1}^1C_{n-2}^1...\ \end{cases} \\ 一次取樣:所取元素不考慮順序 C_n^m\\ \end{cases}

3黑3白取兩球

  • 一次取一黑一白:\frac{C_3^1C_3^1}{C_6^2}
  • 逐次不放回的取一黑一白:\frac{C_3^1C_3^1+C_3^1C_3^1}{C_6^1C_5^1}
  • 逐次放回的取一黑一白:\frac{C_3^1C_3^1+C_3^1C_3^1}{C_6^1C_6^1}

一次取和不放回的逐次取概率相等

2.分房古典概率

1.房間可空

如果房間可空(房間中的人數(shù)無限制)讥珍, 則需要用方幕法,
公式為: m個(gè)人去n個(gè)房間窄瘟, 有n^m種方法.

分母:方冪法衷佃,識(shí)別元素和對(duì)象,對(duì)象作為底數(shù)蹄葱,元素作為次數(shù)
分子:固定房間氏义,對(duì)著房間(對(duì)象)選人(元素)

  • 先選房--若房間指定,則不需要選取
  • 再選人--若人指定图云,則不選人
  • 人排序--n個(gè)人去n個(gè)房間A_n^n惯悠,只有一個(gè)房間,則直接將人放入即可
  • 其余人如果沒有要求竣况,繼續(xù)方冪
2.房間不可空

如果房間不可空(或房間中的人數(shù)有限制)克婶, 則需要先分堆(重復(fù)的堆要記得消序), 再排序丹泉, 此時(shí)不能用方幕法情萤。

  • 對(duì)于試密碼的考題, 第k次嘗試成功意味著前k-1次沒有成功

四嘀掸、伯努利公式

1.獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)

在相同條件下紫岩, 將某試驗(yàn)重復(fù)進(jìn)行n次, 且每次試驗(yàn)中任何一事件的概率不受其他次試驗(yàn)結(jié)果的影響睬塌, 此種試驗(yàn)稱為n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn).

2.伯努利公式

如果在一次試驗(yàn)中某事件發(fā)生的概率是p,那么在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中這個(gè)事件恰好發(fā)生k次的概率是:P_n(k)=C_n^kp^k(1-p)^{n-k},k=0,1,2,3,4...,n

特殊情況

  • k=n時(shí),即在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中事件A全部發(fā)生,概率為P_n(n)=C_n^np^n(1-p)^0=p^n
  • k=0時(shí)泉蝌,即在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中事件A沒有發(fā)生, 概率為P_n(0)=C_n^0p^0(1-p)^n=(1-p)^n

應(yīng)用:對(duì)于多次或多個(gè)對(duì)象的獨(dú)立事件揩晴, 當(dāng)每次概率相同時(shí)勋陪, 可以套伯努利公式求解

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