随机事件及其运算

随机试验和随机事件

随机试验

随机现象

本课程的主要研究问题之一

随机试验中某些可能发生,也可能不发生的事件(随机事件)发生的可能性的大小(概率)

随机事件之间的关系和运算

包含关系 A⊂B.

和事件 A∪B.

积事件 A∩B=AB.

差事件 A−B=AB―=A−AB.

互不相容事件 AB=∅.

对立事件(或互逆事件) AB=∅,A∪B=Ω. ⇒A=B―.

集合运算律

化简 (A―B―∪C)AC――

=A―B―∪C―∪(AC)=(A―B――∩C―)∪(AC)=(A∪B)∩C―∪AC=A(C∪C―)∪(BC―)=AΩ∪(BC―)=A∪BC―

随机事件的概率

频率和概率

随机事件 A 发生可能性大小的数值度量,称为 A 的 概率,记为 P(A).

设在 n 次重复试验中,事件 A 发生了 m 次,则称 fn(A)=mn 为事件 A 发生的 频率。

频率的性质

概率的公理化定义

古典概型

古典概型是样本点离散的情况

几何概型

设样本空间对应于一个有限区域 Ω ,若样本点落入 Ω 内任何子区域 G 中的概率与区域 G 的测度成正比,则样本点落入 G 内的概率为

P(A)=G 的测度 Ω 的测度 

概率的基本性质

P(A∪B)≤P(A)+P(B)

条件概率

在事件 B 发生的条件下求事件 A 发生的概率,记作 P(A∣B),一般地,P(A∣B)≠P(A).

乘法公式

P(AB)=P(A)P(B∣A)(P(A)>0)P(AB)=P(B)P(A∣B)(P(B)>0)

三个的情况:

P(A1A2)=P(A1)P(A2∣A1)P(A1A2A3)=P(A1A2)P(A3∣A1A2)=P(A1)P(A2∣A1)P(A3∣A1A2)

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  1. P(A1A2)=P(A1)P(A2∣A1).

  2. P(A2)=P(A1A2∪A1―A2)=P(A1A2)+P(A1―A2),(讨论 A1 发生与否 )

  3. P(A1―A2―A3).

  4. P(A1―∣A2)=P(A1―A2)P(A2)=P(A1―)P(A2∣A1―)P(A1A2)+P(A1―A2) 贝叶斯公式

完备事件组

若 B1,B2,⋯,Bn 两两互斥,且 Ω=∪i=1nBi,则称 B1,B2,⋯,Bn 为完备事件组,或称 B1,B2,⋯,Bn 为 Ω 的一个划分。

全概率公式

A=∪i=1nABi,(ABi)(ABj)=∅
P(A)=P(∪i=1nABi)=∑i=1nP(ABi)=∑i=1nP(Bi)P(A∣Bi)

Bayes 公式

如果我们关心的事件 A 满足 P(A)>0,B1,B2,⋯,Bn 是可能导致随机事件 A 发生的所有因素,现在如果已经知道 A 发生,不难求解导致 A 发生的因素 Bi 的概率:

P(Bi∣A)=P(ABi)P(A)=P(Bi)P(A∣Bi)∑j=1nP(Bj)P(A∣Bj),i=1,2,⋯,n
P(ABC)=P(C∣AB)⋅P(AB)=P(C∣AB)⋅P(B∣A)⋅P(A)

随机事件的独立性

若 P(AB)=P(A)P(B),则事件 A 与事件 B 相互独立。

若 A 与 B 相互独立,则 P(A)=P(A∣B),P(B)=P(B∣A).

若 A 与 B 相互独立,则 A 与 B― 相互独立。

三个随机事件 A,B,C 相互独立是指下面的关系式同时成立:

{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)

前者指两两独立,如果再满足后者,称为相互独立。

往年题目

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关键是利用 P(A― B―)=1−P(A)−P(B)+P(AB). 直接暴力展开:

P(AB)P(B)+1−P(A)−P(B)+P(AB)1−P(B)=0

可得:

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

然后也可以得到 P(A― B―)=P(A―)P(B―)