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概率论与数理统计第一章--随机事件
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1 .教师 : 边海琴 e-mail: bianhaiqin @ nwnu.edu.cn
2 . 教材及参考书目 教材: 《概率统计简明教程》 同济大学应用数学系编 高等教育出版社 参考书: 1. 《概率论与数理统计》 浙江大学 盛骤 等 编 高等教育出版社 2001 2. 《数理统计》 赵选民 等 编 科学出版社 2003
3 .第一章 随机事件 随机事件 样本空间和随机事件 事件关系和运算
4 . 什么是概率论 必然现象 Certainty phenomena 在 101325 P a 的大气压下,将纯净水加热到 100℃ 时必然沸腾 垂直上抛一重物,该重物会垂直下落 必然现象 :在一定的条件下必然会发生的现象 。
5 .随机现象 Random phenomena 掷一颗骰子,可能出现 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 点 抛掷一枚均匀的硬币,会出现正面向上、反面向上 两种不同的结果 随机现象 :在一定的条件下可能发生也可能不发生的 现象 。
6 .随机现象 的特点: 在一定条件下对某一现象 观察时,观察 到的结果是多个可能结果中的某一个,且在 每次观察前都无法预知观察结果到底是哪一 个,既结果出现呈现偶然性,或者说:出现 哪个结果凭机会而定。
7 . 明天的最高气温; 投一个骰子,观察其向上的点数; 新生婴儿的体重; 在闹市区的某个街口,在给定的时间段内 观察交通堵塞现象 。
8 .随机现象 是不是没有规律可言? 否;在一定条件下对随机现象 进行大量重 复观察后就会发现:随机现象 的发生有一定的 规律性。 例如:测量一物体的长度,由于仪器及观察受 到环境的影响,每次测量的结果可能有差异, 但多次测量结果的平均值随着测量次数的增加 而逐渐稳定于一固定的常数,并且诸测量值大 多落在此常数附近,离常数越远的测量值出现 的可能性越小。
9 .“ 天有不测风云”和“天气可以预报”有矛盾吗”和“天气可以预报”有矛盾吗”有矛盾吗 ? 没有; “天有不测风云”指的是对随机现 象进行一次观测,其观测结果具有偶然性; “天气可以预报”指的是研究者从大量的气象资 料来观察这些观测结果的规律性。
10 . 总结:随机现象 具有偶然性一面,也有必然性 一面。偶然性一面表现在“对随机现象 做一次观 测时,观测结果具有偶然性”;必然性一面表现 在“对随机现象 进行大量重复观测,观测结果有 一定的规律性” 。亦即“统计规律。”“统计规律。” 概率论就是研究随机现象的统计规律性的数学学科
11 . 第一节 样本空间和随机事件 样本空间和随机事件 一、随机试验 random E)xperiments 随机试验 (E)E)) :把对某种随机现象 的一次观察、观测 或测量等称为一个试验。 E)1 :抛一枚硬币,观察正面,反面出现的情况; E)2 :将一枚硬币连抛掷三次,观察正面 H ,反面 T 出现的情况; E)3 :抛一颗骰子,观察出现的点数; E)4 :记录某电话在一天内 接到呼唤的次数; E)5 :记录一昼夜的最高温度和最低温度;
12 .随机试验特点 试验在相同的条件下可重复进行, 每次试验的结果具有多种可能性,而且在试验之前可 以确定试验的所有可能结果, 每次试验前不能准确预言试验后会出现哪一种结果.
13 .二、随机事件 random E)vents 在随机试验中,可能出现也可能不出现,而在大量重 复试验中具有某种规律性的事件叫做随机事件 (E)rando m E)vents ) ,简称事件( E)vents) . 随机事件通常用大写英文字母A、B、C等表示.A、B、C等表示.等表示. 例如:在抛掷一枚均匀硬币的试验中,“正面向上”是 一 个随机事件,可用A={正面向上}表示. 掷骰子,“出现偶数点”是一个随机事件, 试验结果为 2 , 4 或 6 点,都导致“出现偶数点”发生。 可用 B ={出现偶数点}表示.
14 . 三、基本事件与样本空间 样本点 Sample Point 随机试验中的每一个可能出现的试验结果称为 i 这个试验的一个 样本点 ,记作 . 样本空间 Sample Space 全体样本点组成的集合称为这个试验的样本空间 1 , 2 , , n , ,记作 Ω . 即“统计规律。” 基本事件 仅含一个样本点的随机事件称为基本事件. 含有多个样本点的随机事件称为复合事件.
15 . 写出下列试验的样本空间 E)1: 掷一颗匀质骰子,观察骰子出现的点数 Ω={1 , 2 , 3 , 4 , 5 点数:一维离散型随机变量 , 6} E)2: 射手向一目标射击,直到击中目标为止 Ω={1,2,…} 射击次数:一维离散型随机变量 E)3: 从四张扑克牌 J,Q,K,A 任意抽取两张。 Ω={(E)J,Q),…(E)Q,A)} 二维离散型随机变量 E)4: 在一批灯泡中任意抽取一只,测试它的寿命 Ω={ t | 0≤ t≤ T} 寿命:一维连续型随机变量
16 . 随机事件( Random Events) 在随机试验中,随机事件一般是由若干个基本事 件组成的. 例如,抛掷一颗骰子,观察出现的点数,那么 “出现 1 点”、“出现 2 点”、 ... 、“出现 6 点”为该试 验的基本事件. A = {出现奇数点}是由三个基本事件 “出现出现奇数点}是由三个基本事件 “出现 1 点”、“出现 3 点” 、 “出现 5 点” 组合而成的随机 事件. 样本空间 Ω的任一子集 A 称为随机事件 A 属于事件 A 的样本点出现,则称事件 A 发生。
17 . 特例—必然事件 Certainty Events 必然事件 —— 记作 Ω •样本空间 Ω 也是其自身的一个子集 •Ω 也是一个“随机”事件 •每次试验中必定有 Ω 中的一个样本点出现 •必然发生 例 • “ 抛掷一颗骰子,出现的点数不超过 6” 为
18 . 特例—不可能事件 Impossible E)vent 不可能事件 —— 记作 Φ •空集 Φ 也是样本空间的一个子集 •Φ 也是一个特殊的“随机”事件 •不包含任何样本点 •不可能发生 例 • “ 抛掷一颗骰子,出现的点数大于 6” 是
19 . 随机试验:抛掷硬币 Tossing a coin 随机试验 掷一枚均匀的硬币,观察它出现正面或反面的情况 试验的样本点和基本事件 • H :“正面向上” • T :“反面向上” 样本空间 Ω={H , T} .
20 . 随机事件 试验:掷一枚硬币三次,观察它出现正面或反面的情况 Ω={HHH,HHT,HTH,THH,HTT,THT,TTH,TTT} A=“ 正面出现两次” ={HHT,HTH,THH} B=“ 反面出现三次” ={TTT} C=“ 正反次数相等” = Φ D=“ 正反次数不等” =Ω
21 . 随机试验:抛掷两颗骰子 Rolling two die 随机试验 抛掷两颗骰子,观察出现的点数 样本空间 Ω ={出现奇数点}是由三个基本事件 “出现( 1 , 1 ),( 1 , 2 ) , ( 1 , 3 ), ( 1 , 4 ),( 1 , 5 ),( 1 , 6 ), ... ,( 6 , 1 ),( 6 , 2 ), ... ,( 6 , 6 )}.
22 . 随机事件 试验:抛掷两颗骰子,观察出现的点数 A=“ 点数之和等于 3” ={ ( 1 , 2 ),( 2 , 1)} B=“ 点数之和大于 11”={6 , 6} C=“ 点数之和不小于 =Ω 2” D=“ 点数之和大于 1 = Φ 2”
23 . 第二节 事件的关系与运算 事件 事件之间的关系与事件的运算 集合 集合之间的关系与集合的运算 给定一个随机试验,设 Ω 为其样本空间,事 件A,B, Ak ( k =1 , 2 , 3 , ... ) 都是 Ω 的 子集.
24 . 子事件 (E) 事件的包含 Contain ) 事件A是事件B的子事件 事件A发生必然导致事件B发生 事件A的样本点都是事件B的样本点 记作 A B B A BA 例如 抛掷两颗骰子,观察出现的点数 A={ 出现 1 点 }B={ 出现奇数 A B
25 . 相等事件( E)qual ) B A且 A B A=B B A 事件 A 与事件 B 含有相同的样本点 例如:在投掷一颗骰子的试验中,事件“出现偶数点” 与事件“出现 2 , 4 或 6 点”是相等事件。
26 . 和事件 Union 和事件 A∪B 发生 A 发生或 B 发生 事件 A 与事件 B 至少有一个发 生 由事件 A 与事件 B 所有样本点组成 B A B A n 多个事件的和 A1 A2 An =Ai i 1 A1 A2 An = A i 1 i
27 . 积事件 Intersection 积事件 AB 发生 事件A和事件B同时发生 由事件A和事件B的公共样本点组成 AB B A A∩B n 多个事件的积 A 1 A 2 A n A i i 1 A 1 A 2 A n A i i 1
28 . 互斥事件 (E) 互不相容事件 ) E)xclusive 事件 A 与事件 B 互斥 AB=Φ 事件 A 与事件 B 不能同时发生 事件 A 与事件 B 没有公共的样本点 A B
29 . 对立事件 Contrary 事件 A 不发生 是由所有不属于 A 的样本点组成 记作 A A A 性 AA A A ( A) A 质