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第一章 事件与概率

来源:用户分享 时间:2025/5/26 0:01:04 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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如在例1.3中,设A??3,4,5,6?,B??1,3,5?,则AB??3,5?. 显然,AB??就意味着A与B是互不相容事件.

事件的并与交运算可推广到有限个或可列个事件,譬如有事件A1,A2,, 则?Ai称为有限并,

i?1n??i?1Ai称为可列并;

?A称为有限交,

ii?1n??i?1Ai称为可列交.

A?B AB A?B

3. 事件A对B的差

“由事件A中而不在B中的样本点组成的新事件”称为事件A对B的差,记为A?B. 用概率论的语言说:“事件A发生而B不发生”.

如在例1.3中,设A??3,4,5,6?,B??1,3,5?,则A?B??4,6?. 若X为随机变量,则

?a?X?b???X?b???X?a?

4. 对立事件

“由在?中而不在A中的样本点组成的新事件”称为事件A的对立事件,记为A. 用概率论的语言说:“A不发生”,即A=??A.

如在例1.3中,设A??2,4,6?,则A??1,3,5?. 事件的关系与运算也可用文氏图表示。

不难发现,事件的关系与运算和集合的关系与运算之间是完全可以互相类比的。表1.1给出了这种类比的对应关系.

表1.1 事件的关系与运算和集合的关系与运算之间的对应关系 记号 概率论 集合论 5

? 样本空间,必然事件 不可能事件 样本点 A发生必然导致B发生 A与B互不相容 A与B至少有一个发生 A与B同时发生 A发生而B不发生 A不发生 空间(全集) 空集 元素 A是B的子集 A与B无相同元素 A与B的并集 A与B的交集 A与B的差集 A的余集 ? ? A?B AB?? AB AB A?B A 在许多场合中,用集合论的表达方式显得简单些,也更容易理解些. 但对初学者来说,重要的是要学会用概率论的语言来解释事件的关系与运算,并能运用它们.

例1.6 设A,B,C是三个事件,则

(1) 事件“A与B发生,C不发生”:ABC; (2) 事件“A,B,C中至少有一个发生”:A(3) 事件“A,B,C中恰有一个发生”:ABC(4) 事件“A,B,C中至多有一个发生”:ABC(5) 事件“A,B,C同时发生”:ABC; (6) 事件“A,B,C都不发生”:ABC; (7) 事件“A,B,C不全发生”:A2、事件运算的性质

定理1.1 事件的运算满足下列性质: 交换律:AB?BA,AB?BA;

BC;

ABCABC;

ABCABCABC;

BC.

结合律:?AB?C?A分配律:?AB?C?AC对偶律(德莫根公式):A?BBC,C??ABC,?AB?C?A?BC??ABC;

A.

?AB?C??AC??BC?;

B?BB?BA;A德莫根公式是很有用的公式,它可以推广到任意有限个事件,即

nnnnAi?i?1i?1Ai;

i?1Ai?i?1Ai.

下面的关系式是显而易见的,也是有用的:

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??AB?A?ABB??;

AA??,AA??;

A?A,???,???

A???,A??A;

A??A,A?B?AA???;

B?B;

B?A,AA?B?A?AB?AB;

AB?A(B?A)?B(A?B);

A?AB习题1.1:7P10 七、 事件域

AB.

现在我们给出“事件域”的概念,是为了下一节定义事件的概率作准备. 所谓“事件域”从直观上讲就是一个由样本空间的某些子集组成的集合类,记为F. 问题是F中应该有那些元素?首先F中应该包含?和?;其次应该保证事件经过并、交、差、对立等运算后仍然是事件,即要求F对事件的运算具有封闭性. 由于

? 交的运算可通过并与对立来实现(德莫根公式); ? 差的运算可通过交与对立来实现(A?B?AB).

这样一来,F只要对并与对立运算封闭就能保证其对并、交、差、对立运算封闭,因此可给出事件域的定义如下:

定义1.1 设F是样本空间?中的某些子集构成的集合,若F满足: (1) ??F;

(2) 若A?F,则A?F; (3) 若Ai?F,i?1,2,?,则 则称F为事件域(?-代数).

在概率论中,又称??,F?为可测空间,这里“可测”是指F中都是有概率可言的事件.

例1. 7 常见的事件域

?A?F,

ii?1?7

(1) 若样本空间?为有限个或可列个样本点组成,则常取?的一切子集所组成的集合类作为F,易见F是事件域;

例如??{W1,W2}?F?{?,A,A,?},其中A?{W1}.

??{W1,01,Wn}?F中含有Cn?Cn?n?Cn?2n个事件.

(2) 若样本空间???(??,??),此时事件域F可由一个基本集合类

L??(??,x):???x????

逐步扩展生成(见P.9.教材). 习题1.1:11P1011

作业:习题1.1:1(1)(4)(5),2,3,6.

§1.2 概率的定义及其确定方法

一、概率的公理化定义

简单而直观的说:概率就是事件发生可能性大小的度量. 对此我们先看以下一些经验事实:

1. 事件的发生是带有偶然性的,但事件发生的可能性是有大小之分的. 例如,口袋中有10只相同的球,其中9只黑球,1只白球,从中任取1球,人们的共识是:取出黑球的可能性比取出白球的可能性大;

2. 事件发生的可能性大小是事件本身固有的东西,就像棍子有长度,土地有面积一样。而且事件发生的可能性大小是可以设法度量的. 例如,抛一枚硬币,出现正面与出现反面的可能性各位0.5;抽取一件产品可能为正品,也可能为次品,但产品质量的好坏可以用次品率来度量;购买彩票后可能中奖,也可能不中奖但中奖的可能性大小可以用中奖率来度量.

在概率论发展史上,曾有过概率的频率定义、古典定义和几何定义. 这些定义各适合一类随机现象,有各自的优缺点. 如何给出适合一切随机现象的概率的一般定义呢?1933年俄罗斯(苏联)数学家柯尔莫哥洛夫首次提出了概率的公理化定义,这个定义既概括上述几种概率定义中的共同特性,又避免了各自的局限性和含混之处,不管什么随机现象,只有满足定义中的三条公理,才能说它是

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