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概率论最基本概念概述(一)

映射AI 336

前言:

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第一部分 基本概念定义

确定性现象:结果确定的现象;

随机现象:结果不确定的现象;

概率论:一门研究随机现象规律的数学学科;

随机实验:随机现象的过程;

样本空间:随机试验的所有可能结果组成的集合;

样本点:随机试验的其中一个可能结果;

随机事件:随机试验的其中一类结果

......

第二部分 基本概念举例

以投掷一枚均匀的六面骰子为例。

1. 随机现象:投掷骰子,每次投掷的结果(1到6的任意一个数字)是不确定的,这就是一个随机现象。

2. 概率论:在概率论中,我们可以计算出投掷骰子得到任何一个特定数字的概率。例如,得到6的概率是1/6。

3. 随机实验:投掷骰子就是一个随机实验。这个实验可以重复进行,每次的结果都是随机的。

4. 样本空间(Ω):对于投掷一枚六面骰子,样本空间Ω可以表示为{1, 2, 3, 4, 5, 6},这包含了所有可能的投掷结果。

5. 样本点:在样本空间中,数字4就是一个样本点,代表了骰子投掷的一个具体结果。

6. 随机事件(A):如果我们定义一个随机事件A为“骰子的点数大于3”,那么这个事件A就是样本空间中的子集{4, 5, 6},包含了所有满足条件的样本点。

第三部分 概率的定义

1. 频率定义:

在一系列重复的随机试验中,如果随机事件A发生的频率(即随机事件A发生的次数与试验总次数的比值)随着试验次数的增加而趋于一个固定的数值p,那么这个数值p就被认为是事件A的概率。

2 公理化定义:

概率的公理化定义是由俄国数学家安德烈·柯尔莫哥洛夫(Andrey Kolmogorov)在1933年提出的,这一定义为概率论提供了一个坚实的数学基础。定义如下:

设试验E的样本空间为Ω , 称实值函数P为概率,如果P满足如下三条件:

1)非负性(Non-negativity):对于任何事件A,其概率P(A)都是非负的,即P(A) ≥ 0。

2)规范性(Normalization):必然事件(样本空间Ω)的概率是1,即P(Ω) = 1。

3)可列可加性(Countable Additivity):如果事件A1, A2, ... 是两两互斥的(即它们之间没有交集),那么这些事件的并集的概率等于各自概率之和,即P(A1 ∪ A2 ∪ ...) = Σ P(Ai)。

称P(A)为事件A的概率.

第四部分 概率论常用符号极其含义

1. **样本空间(Sample Space)**:

Ω:样本空间是所有可能结果的集合。在概率论中,我们通常用大写希腊字母Ω来表示样本空间。

2. **事件(Event)**:

A, B, C, ...:这些通常表示样本空间中的子集,即特定事件。事件可以是简单的(如掷骰子得到6),也可以是复合的(如掷骰子得到偶数或奇数)。

3. **概率(Probability)**:

- P(A):表示事件A发生的概率。概率值介于0和1之间,0表示不可能发生,1表示必然发生。

4. **对立事件(Complementary Event)**:

A' 或 A̅:表示事件A的对立事件,即事件A不发生的情况。对于任何事件A,有P(A) + P(A') = 1。

5. **交集(Intersection)**:

A ∩ B 或 AB:表示事件A和事件B同时发生的事件。这个事件的集合是A和B的交集。

6. **并集(Union)**:

A ∪ B 或 A + B:表示事件A或事件B(或两者)发生的事件。这个事件的集合是A和B的并集。

7. **差集(Difference)**:

A - B :表示事件A发生但事件B不发生的事件。这个事件的集合是A和B的差集。

8. **条件概率(Conditional Probability)**:

P(A|B):在已知事件B发生的条件下,事件A发生的概率。条件概率的计算公式是P(A|B) = P(A ∩ B) / P(B),前提是P(B) ≠ 0。

9. **独立事件(Independent Events)**:

如果两个事件A和B相互独立,那么它们的联合概率等于各自概率的乘积,即P(A ∩ B) = P(A)P(B)。

......

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