上课材料之三:
第二节散布函数(Distribution function),数学期望(Expectation)
与方差(Variance)
本节要紧介绍概率及其散布函数,数学期望,方差等方面的基础知识。
一、概率(Probability)
一、概率概念(Definition of Probability)
在自然界和人类社会中有着两类不同的现象,一类是决定性现象,其特点是在必然条件必然会发生的现象;另一类是随机现象,其特点是在大体条件不变的情形下,观看到或实验的结果会不同。换句话说,就个别的实验或观看而言,它会时而显现这种结果,时而显现那样结果,呈现出一种偶然情形,这种现象称为随机现象。
随机现象有其偶然性的一面,也有其必然性的一面,这种必然性表现为大量实验中随机事件显现的频率的稳固性,即一个随机事件显现的频率常在某了固定的常数周围变更,这种规律
性咱们称之为统计规律性。
频率的稳固性说明随机事件发生可能性大小是随机事件本身固定的,不随人们意志而改变的一种客观属性,因此能够对它进行气宇。
关于一个随机事件A,用一个数P(A)来表示该事件发生的可能性大小,那个数P(A)就称为随机事件A的概率,因此,概率气宇了随机事件发生的可能性的大小。
关于随机现象,光明白它可能显现什么结果,价值不大,而指出各类结果显现的可能性的大小那么具有专门大的意义。有了概率的概念,就使咱们能对随机现象进行定量研究,由此成立了一个新的数学分支——概率论。
概率的概念
概念在事件域F上的一个集合函数P称为概率,若是它知足如下三个条件:
(i)P(A)≥0,对一切F
(ii)P(Ω)=1;
(iii)假设,i=1,2…,且两两互不相容,那么
性质(iii)称为可列可加性(conformable addition)或完全可加性。
推论1:对任何事件A有;
推论2:不可能事件的概率为0,即;
推论3:。
二、条件概率(Conditional Probability)
若是P(B)>0,记,称P(A|B)为在事件B发生的条件下事件A发生的条件概率。
转化后有:若是(P(A)>0),称为概率的乘法原理。
推行后的乘法原理:
其中>0。
3、全概率公式与贝叶斯(Bayes)公式
设事件A1,A2,…,An……是样本空间Ω的一个分割,即AiAj=φ,i≠j,而且:。
从而,那个地址AiB也两两互不相容。
则。
那个公式称为全概率公式。
由于
故
再利用全概率公式即得
那个公式称为贝叶斯公式。
贝叶斯公式在概率论和数理统计中有着多方面的应用,假定A1,A2,…是致使实验结果的
“缘故”,P(Ai)称为先验概率,它反映了各类“缘故”发生的可能性大小,一样是以往体会的总结,在这次实验前已经明白,此刻假设实验产生了事件B,那个信息将有助于探讨事件发生的“缘故”,条件概率P(Ai|B)称为后验概率,它反映了实验以后对各类“缘故”发生的可能性大小的新知识。
4、事件(Random event)独立性(Independence)
1)两个事件的独立性
概念 对事件A及B,假设
P(AB)=P(A)P(B)
那么称它们是统计独立的,简称独立的。
推论1 假设事件独立,且P(B)>0,那么
P(A|B)=P(A)
[证明]由条件概率概念
因此,假设事件A,B彼此独立,由A关于B的条件概率等于无条件概率P(A),这表示B的发生关于事件A是不是发生没有提供任何消息,独立性确实是把这种关系从数学上加以严格概念。
推论2 假设事件A与B独立,那么以下各对事件也彼此独立:
[证明] 由于
因此与B彼此独立,由它立刻推出与彼此独立,由又推出A,彼此独立。
2)多个事件的独立性
概念 对n个事件A1,A2,…,An,假设关于所有可能的组合1≤i<j<…≤n成立着
那么称A1,A2,…An彼此独立。
那个地址第一行有个式子,第二行有个式子,等等,因此共应知足
个等式。
二、随机变量(Random Variable)和概率散布函数(Probability Distribution Function)