《概率论与数理统计》课外学习指导
(1)只有两个可能结果的试验称为贝努里试验,常记为E.E也叫做“成功—失败”试验,“成功”的概率常用p?P(A)表示,其中A=“成功”.
(2)把E重复独立地进行n次,所得的试验称为n重贝努里试验,记为E. (3)把E重复独立地进行可列多次,所得的试验称为可列重贝努里试验,记为E.以上三种贝努里试验统称为贝努里概型.
kkn?kkkn?knCp(1?p)?Cpq,(0?k?n)其中kEnn(4)中成功次的概率是:
?np?q?1(0?p?1).
疑 难 分 析
1、必然事件与不可能事件
必然事件是在一定条件下必然发生的事件,不可能事件指的是在一定条件下必然不发生的事件.它们都不具有随机性,是确定性的现象,但为研究的方便,把它们看作特殊的随机事件.
2、互逆事件与互斥(不相容)事件
如果两个事件A与B必有一个事件发生,且至多有一个事件发生,则A、B为互逆事件;如果两个事件A与B不能同时发生,则A、B为互斥事件.因而,互逆必定互斥,互斥未必互逆.区别两者的关键是:当样本空间只有两个事件时,两事件才可能互逆,而互斥适用与多个事件的情形.作为互斥事件在一次试验中两者可以都不发生,而互逆事件必发生一个且只发生一个.
3、两事件独立与两事件互斥
两事件A、B独立,则A与B中任一个事件的发生与另一个事件的发生无关,这时
P(AB)?P(A)P(B);而两事件互斥,则其中任一个事件的发生必然导致另一个事件不发
生,这两事件的发生是有影响的,这时AB??,P(AB)?0. 4、条件概率P(A|B)与积事件概率P(AB)
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P(AB)是在样本空间?内,事件AB的概率,而P(A|B)是在试验E增加了新条件B发生后的缩减的样本空间?B中计算事件A的概率.虽然A、B都发生,但两者是不同的,一般说来,当A、B同时发生时,常用P(AB),而在有包含关系或明确的主从关系时,用
P(A|B).如袋中有9个白球1个红球,作不放回抽样,每次任取一球,取2次,求:(1)
第二次才取到白球的概率;(2)第一次取到的是白球的条件下,第二次取到白球的概率.问题(1)求的就是一个积事件概率的问题,而问题(2)求的就是一个条件概率的问题. 5、全概率公式与贝叶斯(Bayes)公式
当所求的事件概率为许多因素引发的某种结果,而该结果又不能简单地看作这诸多事件之和时,可考虑用全概率公式,在对样本空间进行划分时,一定要注意它必须满足的两个条件.贝叶斯公式用于试验结果已知,追查是何种原因(情况、条件)下引发的概率.
例 题 解 析
【例1】写出下列随机试验的样本空间及下列事件包含的样本点:
(1)掷一棵骰子,出现奇数点. (2)投掷一枚均匀硬币两次:
1)第一次出现正面;2)两次出现同一面;3)至少有一次出现正面.
(3)在1,2,3,4四个数中可重复地抽取两个数,其中一个数是另一个数的两倍. (4)将a,b两只球随机地放到3个盒子中去,第一个盒子中至少有一个球.
分析:可对照集合的概念来理解样本空间和样本点:样本空间可指全集,样本点是元素,事件则是包含在全集中的子集.
解:(1) 掷一棵骰子,有六种可能结果,如果用“1”表示“出现1点”这个样本点,其余类似.则样本空间为:?={1,2,3,4,5,6},出现奇数点的事件为:{1,3,5}.
(2)投掷一枚均匀硬币两次,其结果有四种可能,若用(正,反)表示“第一次出现正面,第二次出现反面”这一样本点,其余类似.则样本空间为:?={(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)},用A、B、C分别表示上述事件1)、2)、3),则事件A={(正,
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正),(正,反)};事件B={(正,正),(反,反)};事件C={(正,正),(正,反),(反,正)}.
2(3)在1,2,3,4四个数中可重复地抽取两个数,共有4?16种可能,若用(i,j)表
示“第一次取数i,第二次取数j”这一样本点,则样本空间为:?={(i,j)}(i,j?1,2,3,4);其中一个数是另一个数的两倍的事件为:{(1,2),(2,1),(2,4),(4,2)}.
(4)三个盒子分别记为甲、乙、丙,将a,b两只球随机地放到3个盒子中去共有九种结果.若用(甲、乙)表示“a球放入甲盒,b球放入乙盒”这一样本点,其余类似.则样本空间为:?={(甲,甲),(甲,乙),(甲,丙),(乙,乙),(乙,甲),(乙,丙),(丙,甲),(丙,乙),(丙,丙)};第一个盒子中至少有一个球的事件为:{(甲,甲),(甲,乙),(甲,丙),(乙,甲),(丙,甲)}.
【例2】设A、B、C为三个事件,用A、B、C的运算关系表示下列各事件:
(1)仅A发生; (2)A与C都发生,而B不发生; (3)所有三个事件都不发生;(4)至少有一个事件发生; (5)至多有两个事件发生; (6)至少有两个事件发生; (7)恰有两个事件发生; (8)恰有一个事件发生. 分析:利用事件的运算关系及性质来描述事件.
解:(1)ABC;(2)ABC;(3)ABC或A?B?C;(4)A?B?C或
ABC?ABC?ABC?ABC?ABC?ABC?ABC;(5)A?B?C或ABC?ABC?ABC?ABC?ABC?ABC?ABC;
(6)AB?AC?BC或ABC?ABC?ABC?ABC; (7)ABC?ABC?ABC;(8)ABC?ABC?ABC.
【例3】把n个不同的球随机地放入N(N?n)个盒子中,求下列事件的概率:
(1)某指定的n个盒子中各有一个球; (2)任意n个盒子中各有一个球;
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(3)指定的某个盒子中恰有m(m?n)个球.
分析:这是古典概率的一个典型问题,许多古典概率的计算问题都可归结为这一类型.每个球都有N种放法,n个球共有N种不同的放法.“某指定的n个盒子中各有一个球”相当于n个球在n个盒子中的全排列;与(1)相比,(2)相当于先在N个盒子中选n个盒子,再放球;(3)相当于先从n个球中取m个放入某指定的盒中,再把剩下的n?m个球放入N?1个盒中.
解:样本空间中所含的样本点数为N. (1)该事件所含的样本点数是n!,故:
nnp?n!Nn;
nn!np?CN?CNn;(2)在N个盒子中选n个盒子有N种选法,故所求事件的概率为:
(3)从n个球中取m个有Cn种选法,剩下的n?m个球中的每一个球都有N?1种放
n?m(N?1)p?C?nNm法,故所求事件的概率为:
Nn.
【例5】设事件A与B互不相容,且P(A)?p,P(B)?q,求下列事件的概率:
P(AB),P(A?B),P(AB),P(AB).
分析:按概率的性质进行计算.
解:A与B互不相容,所以AB??,P(AB)?P(?)?0;
P(A?B)?P(A)?P(B)?p?q;由于A与B互不相容,这时AB?A,从而
P(AB)?P(A)?p;由于AB?A?B,从而P(AB)?P(A?B)?1?P(A?B)?1?(p?q).
【例6】某住宅楼共有三个孩子,已知其中至少有一个是女孩,求至少有一个是男孩的概率(假设一个小孩为男或为女是等可能的).
分析:在已知“至少有一个是女孩”的条件下求“至少有一个是男孩”的概率,所以是
P(B|A)?条件概率问题.根据公式
P(AB)P(A),必须求出P(AB),P(A).
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