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概率论知识点总结

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第一章 随机事件及其概率

第一节 基本概念

随机实验:将一切具有下面三个特点:(1)可重复性(2)多结果性(3)不确定性的试验或观察称为随机试验,简称为试验,常用 E 表示。

随机事件:在一次试验中,可能出现也可能不出现的事情(结果)称为随机事件,简称为事件。

不可能事件:在试验中不可能出现的事情,记为Ф。 必然事件:在试验中必然出现的事情,记为Ω。

样本点:随机试验的每个基本结果称为样本点,记作ω.

样本空间:所有样本点组成的集合称为样本空间. 样本空间用Ω表示.

一个随机事件就是样本空间的一个子集。基本事件—单点集,复合事件—多点集 一个随机事件发生,当且仅当该事件所包含的一个样本点出现。 事件的关系与运算(就是集合的关系和运算)

包含关系:若事件 A 发生必然导致事件B 发生,则称B 包含A ,记为A B ?或B A ?。 相等关系:若A B ?且B A ?,则称事件A 与事件B 相等,记为A =B 。 )

事件的和:“事件A 与事件B 至少有一个发生”是一事件,称此事件为事件A 与事件B 的和事件。记为 A ∪B 。

事件的积:称事件“事件A 与事件B 都发生”为A 与B 的积事件,记为A∩ B 或AB 。

事件的差:称事件“事件A 发生而事件B 不发生”为事件A 与事件B 的差事件,记为 A -B 。 用交并补可以表示为B A B A =-。

互斥事件:如果A ,B 两事件不能同时发生,即AB =Φ,则称事件A 与事件B 是互不相容事件或互斥事件。互斥时B A ?可记为A +B 。

对立事件:称事件“A 不发生”为事件A 的对立事件(逆事件),记为A 。对立事件的性质:

Ω=?Φ=?B A B A ,。

事件运算律:设A ,B ,C 为事件,则有 ·

(1)交换律:A ∪B=B ∪A ,AB=BA

(2)结合律:A ∪(B ∪C)=(A ∪B)∪C=A ∪B ∪C A(BC)=(AB)C=ABC

(3)分配律:A ∪(B∩C)=(A ∪B)∩(A ∪C) A(B ∪C)=(A∩B)∪(A∩C)= AB ∪AC (4)对偶律(摩根律):B A B A ?=? B A B A ?=?

第二节 事件的概率 概率的公理化体系: #

(1)非负性:P(A)≥0; (2)规范性:P(Ω)=1

(3)可数可加性: ????n A A A 21两两不相容时

++++=????)()()()(2121n n A P A P A P A A A P

概率的性质: (1)P(Φ)=0

(2)有限可加性:n A A A ??? 21两两不相容时

~

)()()()(2121n n A P A P A P A A A P +++=???

当AB=Φ时P(A ∪B)=P(A)+P(B) (3))(1)(A P A P -=

(4)P(A -B)=P(A)-P(AB)

(5)P (A ∪B )=P(A)+P(B)-P(AB)

第三节 古典概率模型 #

1、设试验E 是古典概型, 其样本空间Ω由n 个样本点组成,事件A 由k 个样本点组成.则定义事件A 的概率为n

k

A P =

)( 2、几何概率:设事件A 是Ω的某个区域,它的面积为 μ(A),则向区域Ω上随机投掷一点,该点落在区域 A 的概率为)

()

()(Ω=

μμA A P 假如样本空间Ω可用一线段,或空间中某个区域表示,则事件A 的概率仍可用上式确定,只不过把μ理解为长度或体积即可.

第四节 条件概率

条件概率:在事件B 发生的条件下,事件A 发生的概率称为条件概率,记作 P(A|B).

)

()

()|(B P AB P B A P =

|

乘法公式:P(AB)=P(B)P(A|B)=P(A)P(B|A)

全概率公式:设n A A A ,,,21 是一个完备事件组,则P(B)=∑P(i A )P(B|i A ) 贝叶斯公式:设n A A A ,,,21 是一个完备事件组,则

∑==

)

|()()

|()()

()

()|(j j i i i i A B P A P A B P A P B P B A P B A P

第五节 事件的独立性

两个事件的相互独立:若两事件A 、B 满足P(AB)= P(A) P(B),则称A 、B 独立,或称A 、B 相互独立. }

三个事件的相互独立:对于三个事件A 、B 、C ,若P(AB)= P(A) P(B),P(AC)= P(A)P(C),P(BC)= P(B) P(C),P(ABC)= P(A) P(B)P(C),则称A 、B 、C 相互独立

三个事件的两两独立:对于三个事件A 、B 、C ,若P(AB)= P(A) P(B),P(AC)= P(A)P(C),P(BC)= P(B) P(C),则称A 、B 、C 两两独立

独立的性质:若A 与B 相互独立,则A 与B ,A 与B ,A 与B 均相互独立

总结:1.条件概率是概率论中的重要概念,其与独立性有密切的关系,在不具有独立性的场合,它将扮演主要的角色。2.乘法公式、全概公式、贝叶斯公式在概率论的计算中经常使用, 应牢固掌握。3.独立性是概率论中的最重要概念之一,应正确理解并应用于概率的计算。

第二章 一维随机变量及其分布

第二节 分布函数

分布函数:设X 是一个随机变量,x 为一个任意实数,称函数}{)(x X P x F ≤=为X 的分布函数。如果将X 看作数轴上随机点的坐标,那么分布函数 F(x)的值就表示X 落在区间

],(x -∞内的概率

分布函数的性质:(1)单调不减;(2)右连续;(3)1)(,0)(=+∞=-∞F F

第三节 离散型随机变量

离散型随机变量的分布律:设k x (k=1,2, …)是离散型随机变量X 所取的一切可能值,称

k k p x X P ==}{为离散型随机变量X 的分布律,也称概率分布.

当离散性随机变量取值有限且概率的规律不明显时,常用表格形式表示分布律。 分布律的性质:(1)10≤≤k p ;(2)

1=∑k

p

~

离散型随机变量的概率计算:

(1)已知随机变量X 的分布律,求X 的分布函数;

∑≤=

≤=x

x k

k x

P x X P x F )(}{)(

(2)已知随机变量X 的分布律, 求任意随机事件的概率; (3)已知随机变量X 的分布函数,求X 的分布律

)0()(}{--==k k k x F x F x X P

三种常用离散型随机变量的分布: 、

1.(0-1)分布:参数为p 的分布律为p X P p X P -====1}0{,}1{

2.二项分布:参数为n ,p 的分布律为k

n k k n p p C k X P --==)1(}{,n k ,,2,1,0 =。例如

n 重独立重复实验中,事件A 发生的概率为p ,记X 为这n 次实验中事件A 发生的次数,则X ~B (n ,p )

3.泊松分布:参数为λ的分布率为λλ-=

=e k k X P k

!

}{, ,2,1,0=k 。例如记X 为某段事

件内电话交换机接到的呼叫次数,则X ~P (λ)

第四节 连续型随机变量

连续型随机变量概率密度f(x)的性质 (1)f(x)≥0 / (2)

1)(=?

+∞

-dx x f ,0)(}{===?a

a

dx x f a X P

(3)?=≤≤=≤<=<≤=<

dx x f b X a P b X a P b X a P b X a P )(}{}{}{}{

(4)?

-=

'=x

dx x f x F x F x f )()(),()(

连续型随机变量的概率计算:

(1)已知随机变量X 的密度函数,求X 的分布函数;?

-=

x

dx x f x F )()(

(2)已知随机变量X 的分布函数,求X 的密度函数;)()(x F x f '= (3)已知随机变量X 的密度函数, 求随机事件的概率;?

=

<

a

dx x f b X a P )(}{

:

(4)已知随机变量X 的分布函数,求随机事件的概率;)()(}{a F b F b X a P -=<<

三种重要的连续型分布:

1.均匀分布:密度函数???

??≤≤-=else

b x a a

b x f 0

1)(,记为 X ~U[a ,b].

2. 指数分布:密度函数??

?≤>=-00

)(x x e x f x

λλ,记为X ~E (λ) 3. 正态分布:密度函数2

22)(21)(σμσ

π--=

x e

x f ,记为),(~2

σμN X

N (0,1)称为标准正态分布.标准正态分布的重要性在于,任何一个一般的正态分布都可以通过线性变换转化为标准正态分布,然后再计算概率. /

)(

)(

)()(}{σ

μ

σ

μ

-Φ--Φ=-=<

第五节 随机变量函数的分布

离散型:在分布律的表格中直接求出;

连续型:寻找分布函数间的关系,再求导得到密度函数间的关系;注意分段函数情况可能需要讨论,得到的结果也可能是分段函数。

))(()}({})({}{)(y G F y G X P y X g P y Y P y F Y =≤=≤=≤=

'

第三章 多维随机变量及其分布

第一节 二维随机变量的联合分布函数

联合分布函数},{),(y Y x X P y x F ≤≤=,表示随机点落在以(x ,y )为顶点的左下无穷矩形区域内的概率。 联合分布函数的性质:

(1)分别关于x 和y 单调不减;

(2)分别关于x 和y 右连续;

(3)F (-∞ , y ) = 0,F ( x ,-∞ ) =0,F(-∞,-∞) = 0 }

F ( +∞ ,+∞ ) = 1

第二节 二维离散型随机变量

联合分布律:ij j i p y Y x X P ===},{

联合分布律的性质:0≥ij p ;1=∑∑i

j

ij

p

第三节 二维连续性随机变量 ]

联合密度:?

?

-∞

-=

y

x

du v u f dv y x F ),(),(

联合密度的性质:0),(≥y x f ;

1),(2

=??R dxdy y x f ;??=∈D

dxdy

y x f D y x P ),(}),{(

第四节 边缘分布

二维离散型随机变量的边缘分布律:在表格边缘,对应概率相加求出;

二维连续性随机变量的边缘密度:先求出边缘分布函数,在求导求出边缘密度

第六节 随机变量的独立性

:

独立性判断:

(1)若Y X ,取值互不影响,可认为相互独立; (2)根据独立性定义判断)()(),(y F x F y x F Y X = 离散型可用j i ij p p p ??=

连续型可用)()(),(y f x f y x f Y X =

独立性的应用:(1)判断独立性;(2)已知独立性,由边缘分布确定联合分布

第四章 随机变量的数字特征 离散型随机变量数学期望的计算∑=

k

k k

p x

EX ,∑=k

k k p x g X g E )())((

连续型随机变量数学期望的计算?=dx x xf EX )(,?

=dx x f x g X g E )()())(( 方差的计算:2

)(EX X E DX -=,)()(2

2

X E X E DX -=

数学期望的性质 (1)E (C ) = C

(2)E (CX ) = CE (X )

(3)E (X + Y ) = E (X ) + E (Y )

(4)当 X ,Y 独立时,E (X Y ) = E (X )E (Y ) 方差的性质 (1)D (C) = 0

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