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1、Ch1-39,1.2 概率的定义及计算,1.2 概率定义计算,历史上概率的三次定义, 公理化定义, 统计定义, 古典定义,苏联数学家柯尔莫哥洛夫给出,Ch1-40,设在 n 次试验中，事件 A 发生了m 次，,则称 为事件 A 发生的 频率,Ch1-41,频率的性质,事件 A, B互斥，则,可推广到有限个两两互斥事件的和事件,Ch1-42,投一枚硬币观察正面向上的次数,n = 4040, nH =2048, f n( H ) = 0.5069,n = 12000, nH =6019, f n( H ) = 0.5016,n = 24000, nH =12012, f n( H ) = 0.50
2、05,频率稳定性的实例,蒲丰( Buffon )投币,皮尔森( Pearson ) 投币,Ch1-43,例 Dewey G. 统计了约438023个英语单词 中各字母出现的频率, 发现各字母出现 的频率不同：,A: 0.0788 B: 0.0156 C: 0.0268 D: 0.0389E: 0.1268 F: 0.0256 G: 0.0187 H: 0.0573I: 0.0707 J: 0.0010 K: 0.0060 L: 0.0394M: 0.0244 N: 0.0706 O: 0.0776 P: 0.0186Q: 0.0009 R: 0.0594 S: 0.0634 T: 0.0987
3、U: 0.0280 V: 0.0102 W: 0.0214 X: 0.0016Y: 0.0202 Z: 0.0006,Ch1-44,频 率 的 应 用,第五章指出:当试验次数较大时有,事件发生的概 率,事件发生的频 率,根据如下百年统计资料可得世界每年发生大地震的概率,Ch1-45,近百年世界重大地震,1905.04.04 克什米尔地区 8.0 88 万1906.08.17 智利瓦尔帕莱索港地区 8.4 2 1917.01.20 印度尼西亚巴厘岛 1.5 万1920.12.16 中国甘肃 8.6 10 万1923.09.01 日本关东地区 7.9 14.2 万1935.05.30 巴基斯坦基达
4、地区 7.5 5 万,“重大”的标准, 震级 7 级左右, 死亡 5000人以上,Ch1-46,1948.06.28 日本福井地区 7.3 0.51 万1970.01.05 中国云南 7.7 1 万1976.07.28 中国河北省唐山 7.8 24.2 1978.09.16 伊朗塔巴斯镇地区 7.9 1.5 1995.01.17 日本阪神工业区 7.2 0.6 万1999.08.17 土耳其伊兹米特市 7.4 1.7 万2003.12.26 伊朗克尔曼省 6.8 3 万2004.12.26 印尼苏门答腊岛附近海域 9.0 15 万,世界每年发生大地震概率约为14%,Ch1-47,概率的统计定义
5、,在相同条件下重复进行的 n 次,试验中, 事件 A 发生的频率稳定地在某一,常数 p 附近摆动, 且随 n 越大摆动幅度越,小, 则称 p 为事件 A 的概率, 记作 P(A).,优点：直观 易懂,缺点：粗糙 模糊,不便使用,Ch1-48,设 是随机试验E 的样本空间，若能找到一个法则，使得对于E 的每一事件 A 赋于一个实数，记为P ( A ), 称之为事件 A 的概率，这种赋值满足下面的三条公理：,非负性：,归一性：,可列可加性：,其中 为两两互斥事件，,概率的公理化定义,公理化定义,Ch1-49,概率的性质,若,Ch1-50,对任意两个事件A, B, 有,B,B=AB+(B A),P(
6、B)=P(AB)+ P(B AB),Ch1-51,加法公式：对任意两个事件A, B, 有,推广：,Ch1-52,一般：,右端共有 项.,Ch1-53,例1 小王参加“智力大冲浪”游戏, 他能答出甲、乙二类问题的概率分别为0.7和0.2, 两类问题都能答出的概率为0.1. 求小王,解 事件A , B分别表示“能答出甲,乙类问题”,(1),(1) 答出甲类而答不出乙类问题的概率 (2) 至少有一类问题能答出的概率 (3) 两类问题都答不出的概率,(2),(3),例1,Ch1-54,课后同学问：,例1 中小王他能答出第一类问题的概率为0.7, 答出第二类问题的概率为0.2, 两类问题都能答出的概率为
7、0.1. 为什么不是 ？,若是的话, 则应有,而现在题中并未给出这一条件.,在1.4中将告诉我们上述等式成立的,条件是 ：事件 相互独立.,Ch1-55,例2 设A , B满足 P ( A ) = 0.6, P ( B ) = 0.7, 在何条件下， P(AB) 取得最大(小)值？ 最大(小)值是多少？,解,最小值在 时取得, 最小值, 最大值,最大值在 时取得,例2,Ch1-56,课上有同学提问,最小值是否正确？,例2 中回答当 时, 取得,这相当于问如下命题是否成立,答：不成立 ！,式是“羊肉包子打狗 ”有去路,没回路,为什么呢？学了几何概型便会明白.,Ch1-57,设 随机试验E 具有下
8、列特点：,基本事件的个数有限 每个基本事件等可能性发生,则称 E 为 古典(等可能)概型,古典概型中概率的计算：,记,则,概率的古典定义,古典概型,Ch1-58,例3 袋中有a 只白球，b 只红球，从袋中按不放回与放回两种方式取m个球（ ),求其中恰有 k 个 （ ）白球的概率,解 （1）不放回情形,E: 球编号，任取一球，记下颜色，放在一边， 重复 m 次,:,记事件 A 为m个球中有k个白球，则,例3,Ch1-59,又解 E1: 球编号, 一次取 m 个球,记下颜色,1:,记事件 A 为m个球中有k个白球，则,不放回地逐次取 m 个球, 与一次任取 m 个球算得的结果相同.,则,因此,称超
9、几何分布,Ch1-60,（2）放回情形,E2: 球编号, 任取一球, 记下颜色, 放回去, 重复 m 次,2:,记 B 为取出的 m 个球中有 k 个白球, 则,称二项分布,Ch1-61,设有 k 个不同的球, 每个球等可能地落入 N 个盒子中（ ）, 设每个盒子容球数无限, 求下列事件的概率:,（1）某指定的 k 个盒子中各有一球；,（4）恰有 k 个盒子中各有一球；,（3）某指定的一个盒子没有球；,（2）某指定的一个盒子恰有 m 个球( ),（5）至少有两个球在同一盒子中；,（6）每个盒子至多有一个球.,例4 （分房模型）,例4,Ch1-62,解,设 (1) (6)的各事件分别为,则,Ch
10、1-63,例4的“分房模型”可应用于很多类似场合,信封,信,钥匙,门锁,女舞伴,生日,人,男舞伴,Ch1-64,例5 “分房模型”的应用,生物系二年级有 n 个人，求至少有两,人生日相同（设为事件A ) 的概率.,解,为 n 个人的生日均不相同,这相当于,本问题中的人可被视为“球”，365天为,365只“盒子”,若 n = 64，,每个盒子至多有一个球. 由例4（6）,例5,Ch1-65,解,例6 在0,1,2,3, ,9中不重复地任取四个数，求它们能排成首位非零的四位偶数的概率.,设 A为“能排成首位非零的四位偶数”,四位偶数的末位为偶数, 故有 种可能,而前三位数有 种取法,由于首位为零的
11、四,位数有 种取法,所以有利于A发生的取,法共有 种.,例6,Ch1-66,解,设 A 表示事件 “n 次取到的数字的乘积能被10整除”,设 A1 表示事件 “n 次取到的数字中有偶数” A2表示事件 “n 次取到的数字中有5”,A = A1 A2,例7 在1,2,3, ,9中重复地任取 n ( )个数, 求 n 个数字的乘积能被10整除的概率.,例7,Ch1-67,Ch1-68,1o 明确所作的试验是等可能概型,有时需设计符合问题要求的随机试验, 使其成为等可能概型.,3o 计算古典概率时须注意应用概率计算的有关公式, 将复杂问题简单化. 如例7.,2o 同一题的样本空间的基本事件总数 随试
12、验设计的不同而不同, 如 例3不放回试验的两种不同设计. 一般 越小越好.,Ch1-69,若P(A) 0.01 , 则称A为小概率事件.,小概率事件,一次试验中小概率事件一般是不,会发生的. 若在一次试验中居然发生了,则可怀疑该事件并非小概率事件.,小概率原理,小概率原理,( 即实际推断原理 ),Ch1-70,例8 区长办公室某一周内曾接待过9次来,访, 这些来访都是周三或周日进行的,是否,可以断定接待时间是有规定的？,解 假定办公室每天都接待，则,P( 9次来访都在周三、日) = = 0.0000127,这是小概率事件,一般在一次试验中不会发,发生. 现居然发生了, 故可认为假定不成立,从而
13、推断接待时间是有规定的.,例8,Ch1-71,习题,作业 P 46习题一,7 8 10 12,15 17 19,补充作业,设事件A, B, C 同时发生必导致事件,D 发生，则,Ch1-72,柯尔莫哥洛夫,( A. H. 1903-1987 ),1939年任苏联科学院院士.先后当选美,法,意,荷,英,德 等国的外籍院士 及皇家学会会员. 为 20 世纪最有影响的俄国数学家.,俄国数学家,柯尔莫哥洛夫,Ch1-73,柯尔莫哥洛夫为开创现代数学的一系列重要分支作出重大贡献.,他建立了在测度论基础上的概率论公理系统, 奠定了近代概率论的基础.,他又是随机过程论的奠基人之一,其主要工作包括:,20年代 关于强大数定律、重对数律的基本工作;,Ch1-74,1933年在概率论的基本概念一文中提出的概率论公理体系(希尔伯特第6问题),30年代建立的马尔可夫过程的两个基本方程;,用希尔伯特空间的几何理论建立弱平稳序列的线性理论;,40年代完成独立和的弱极限理论,经验分布的柯尔莫哥洛夫统计量等;,Ch1-75,在动力系统中开创了关于哈密顿系统的微扰理论与K系统遍历理论;,
