第一章随机试验与概率.ppt
《第一章随机试验与概率.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第一章随机试验与概率.ppt(154页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第一章 随机事件与概率,二、随机实验和样本空间,四、随机时间的关系与运算,三、随机事件的概念,1.1 随机事件,一、随机现象,一、随机现象,三、小结,二、随机试验,1.1.11.1.2 随机实验,在一定条件下必然发生的现象称为确定性现象.,“太阳不会从西边升起”,1.确定性现象,“同性电荷必然互斥”,“水从高处流向低处”,实例,自然界所观察到的现象:,确定性现象,随机现象,一、随机现象,确定性现象的特征,条件完全决定结果,在一定条件下可能出现也可能不出现的现象,称为随机现象.,实例1 在相同条件下掷一枚均匀的硬币,观察正反两面出现的情况.,2.随机现象,结果有可能出现正面也可能出现反面.,结果
2、可能为:,1,2,3,4,5 或 6.,实例2 抛掷一枚骰子,观 察出现的点数.,实例3 从一批含有正品和次品的产品中任意抽取一个产品.,结果可能为:,正品、次品.,随机现象的特征,概率论就是研究随机现象规律性的一门数学学科.,条件不能完全决定结果,2.随机现象在一次观察中出现什么结果具有偶然性,但在大量试验或观察中,这种结果的出现具有一定的统计规律性,概率论就是研究随机现象这种本质规律的一门数学学科.,随机现象是通过随机试验来研究的.,问题 什么是随机试验?,如何来研究随机现象?,说明,1.随机现象揭示了条件和结果之间的非确定性联系,其数量关系无法用函数加以描述.,1.可以在相同的条件下重复
3、地进行;,2.每次试验的可能结果不止一个,并且能事先明确试验的所有可能结果;,3.进行一次试验之前不能确定哪一个结果会出现.,在概率论中,把具有以下三个特征的试验称 为随机试验.,定义,二、随机试验,说明,1.随机试验简称为试验,是一个广泛的术语.它包括各种各样的科学实验,也包括对客观事物进行的“调查”、“观察”或“测量”等.,实例“抛掷一枚硬币,观察字面,花面出现的情况”.,分析,2.随机试验通常用 E 来表示.,(1)试验可以在相同的条件下重复地进行;,1.抛掷一枚骰子,观察出现的点数.,2.从一批产品中,依次任选三件,记 录出现正品与次品的件数.,同理可知下列试验都为随机试验.,(2)试
4、验的所有可能结果:,字面、花面;,(3)进行一次试验之前不能确定哪一个结果会出现.,故为随机试验.,三、小结,随机现象的特征:,1.概率论是研究随机现象规律性的一门数学学科.,条件不能完全决定结果.,2.随机现象是通过随机试验来研究的.,(1)可以在相同的条件下重复地进行;,(2)每次试验的可能结果不止一个,并且能事先明确试验的所有可能结果;,(3)进行一次试验之前不能确定哪一个结果会出现.,随机试验,一、样本空间 样本点,三、随机事件间的关系及运算,二、随机事件的概念,四、小结,1.1.2-1.1.4 样本空间、随机事件,定义 随机试验 E 的所有可能结果组成的集合称为 E 的样本空间,记为
5、.,样本空间的元素,即试验E 的每一个结果,称为样本点.,实例1 抛掷一枚硬币,观察字面,花面出现的情况.,一、样本空间 样本点,实例2 抛掷一枚骰子,观察出现的点数.,实例3 从一批产品中,依次任选三件,记录出 现正品与次品的情况.,实例4 记录某公共汽车站某日 上午某时刻的等车人数.,实例5 从一批灯泡中任取 一只,测试其寿命.,答案,写出下列随机试验的样本空间.,1.同时掷三颗骰子,记录三颗骰子之和.,2.生产产品直到得到10件正品,记录生产产品 的总件数.,课堂练习,2.同一试验,若试验目的不同,则对应的样 本空间也不同.,例如 对于同一试验:“将一枚硬币抛掷三次”.,若观察正面 H、
6、反面 T 出现的情况,则样本空间为,若观察出现正面的次数,则样本空间为,说明 1.试验不同,对应的样本空间也不同.,说明 3.建立样本空间,事实上就是建立随机现 象的数学模型.因此,一个样本空间可以 概括许多内容大不相同的实际问题.,例如 只包含两个样本点的样本空间,它既可以作为抛掷硬币出现正面或出现反面的模型,也可以作为产品检验中合格与不合格的模型,又能用于排队现象中有人排队与无人排队的模型等.,在具体问题的研究中,描述随机现象的第一步就是建立样本空间。,随机事件 随机试验 E 的样本空间 的子集称 为 E 的随机事件,简称事件.,试验中,骰子“出现1点”,“出现2点”,“出现6点”,“点数
7、不大于4”,“点数为偶数”等都为随机事件.,1.基本概念,二、随机事件的概念,实例 上述试验中“点数不大于6”就是必然事件.,必然事件 随机试验中必然会出现的结果.,不可能事件 随机试验中不可能出现的结果.,实例 上述试验中“点数大于6”就是不可能事件.,必然事件的对立面是不可能事件,不可能事件的对立面是必然事件,它们互称为对立事件.,实例“出现1点”,“出现2点”,“出现6点”.,基本事件 由一个样本点组成的单点集.,2.几点说明,例如 抛掷一枚骰子,观察出现的点数.,可设 A=“点数不大于4”,B=“点数为奇数”等等.,随机事件可简称为事件,并以大写英文字母 A,B,C,来表示事件,(2)
8、随机试验、样本空间与随机事件的关系,每一个随机试验相应地有一个样本空间,样本空间的子集就是随机事件.,随机试验,样本空间,随机事件,随机事件,基本事件,必然事件,不可能事件,复合事件,互为对立事件,1.包含关系,若事件 A 发生,必然导致 B 发生,则称事件 B 包含事件 A,记作,实例“长度不合格”必然导致“产品不合格”,所以“产品不合格”,包含“长度不合格”.,图示 B 包含 A.,B,三、随机事件间的关系及运算,2.A等于B 若事件A 包含事件B,而且事件B包含 事件A,则称事件A 与事件B 相等,记作A=B.,3.事件 A 与 B 的并(和事件),实例 某种产品的合格与否是由该产品的长
9、度与直径是否合格所决定,因此“产品不合格”是“长度不合格”与“直径不合格”的并.,图示事件 A 与 B 的并.,A,和事件也可记为A+B。,4.事件 A 与 B 的交(积事件),图示事件A与B 的积事件.,A,B,AB,实例 某种产品的合格与否是由该产品的长度与直径是否合格所决定,因此“产品合格”是“长度合格”与“直径合格”的交或积事件.,和事件与积事件的运算性质,A A B,B A B若A B,则A B=B,A B A,A B B若A B,则A B=A,5.事件 A 与 B 互不相容(互斥),若事件 A 的出现必然导致事件 B 不出现,B出现也必然导致 A不出现,则称事件 A与B互不相容,即
10、,实例 抛掷一枚硬币,“出现花面”与“出现字面”是互不相容的两个事件.,“骰子出现1点”“骰子出现2点”,图示 A 与 B 互斥.,实例 抛掷一枚骰子,观察出现的点数.,6.事件 A 与 B 的差,由事件A出现而事件B不出现所组成的事件称为事件A与B 的差.记作A-B.,图示 A 与 B 的差.,A,B,实例“长度合格但直径不合格”是“长度合格”与“直径合格”的差.,设 A 表示“事件 A 出现”,则“事件 A 不出现”称为事件 A 的对立(或余、逆)事件.记作,实例“骰子出现1点”“骰子不出现1点”,图示 A 与 B 的对立.,B,若 A 与 B 对立,则有,7.事件 A 的对立事件,对立事
11、件与互斥事件的区别,A、B 对立,A、B 互不相容(互斥),互不相容,对 立,事件的对立事件有如下性质,设A、B为事件,则有,事件间的运算规律,(6)不多于一个事件发生;,(7)不多于两个事件出现;,(8)三个事件至少有两个出现;,(9)A,B 至少有一个出现,C 不出现;,(10)A,B,C 中恰好有两个出现.,例2 某射手向一目标射击3次,Ai表示“第i次射击命中目标”,i=1,2,3,Bj表示“3次射击恰命中目标j次”,j=0,1,2,3,试用Ai(i=1,2,3)的运算表示Bj(j=0,1,2,3)。,解:,(1)没有一个是次品;,(2)至少有一个是次品;,(3)只有一个是次品;,(4
12、)至少有三个不是次品;,(5)恰好有三个是次品;,(6)至多有一个是次品.,解,练习,(2)至少有一个是次品;,(3)只有一个是次品;,(4)至少有三个不是次品;,(5)恰好有三个是次品;,(6)至多有一个是次品.,例3 化简:,解,则,随机试验,四、小结,1.随机试验、样本空间与随机事件的关系,2.概率论与集合论之间的对应关系,记号,概率论,集合论,样本空间,必然事件,全集,不可能事件,空集,基本事件,单元集,随机事件,全集的子集,A的对立事件,A的补集,A出现必然导致B出现,A是B的子集,事件A与事件B相等,集合A与集合B相等,事件A与事件B的差,A与B两集合的差集,事件A与B互不相容,A
13、与B 两集合中没有相同的元素,事件A与事件B的和,集合A与集合B的并集,事件A与事件B的积事件,集合A与集合B的交集,一、频率的定义与性质,二、概率的定义与性质,三、小结,1.2 频率与概率,1.定义,一、频率的定义与性质,2.性质,设 A 是随机试验 E 的任一事件,则,实例 将一枚硬币抛掷 5 次、50 次、500 次,各做 7 遍,观察正面出现的次数及频率.,波动最小,随n的增大,频率 f 呈现出稳定性,从上述数据可得,(2)抛硬币次数 n 较小时,频率 f 的随机波动幅度较大,但随 n 的增大,频率 f 呈现出稳定性.即当 n 逐渐增大时频率 f 总是在 0.5 附近摆动,且逐渐稳定于
14、 0.5.,(1)频率有随机波动性,即对于同样的 n,所得的 f 不一定相同;,重要结论,频率当 n 较小时波动幅度比较大,当 n 逐渐增大时,频率趋于稳定值,这个稳定值从本质上反映了事件在试验中出现可能性的大小它就是事件的概率,1933年,苏联数学家柯尔莫哥洛夫提出了概率论的公理化结构,给出了概率的严格定义,使概率论有了迅速的发展.,二、概率的定义与性质,1.概率的定义,2.性质,证明,(4),设A、B为任意的两个事件,则有 P(B-A)=P(B)P(AB),AB,由于,又,所以,故,即,证明,(4),特别地,若AB,则有,由于,又由于AB,则P(AB)=P(A),证明,证明,由图可得,又由
15、性质 4 得,因此得,推广 三个事件和的情况,n 个事件和的情况,例1 设A,B是两个随机事件,解,例2 设A,B是两个随机事件,解,由,得,例3 设A与B是互不相容的两个随机事件,解,解,练习,(3)由图示得,2.概率的主要性质,三、小结,一、等可能概型,二、小结,1.2.2 等可能概型(古典概型),1.定义,一、等可能概型(古典概型),设试验 E 的样本空间由n 个样本点构成,A 为 E 的任意一个事件,且包含 m 个样本点,则事件 A 出现的概率记为:,2.古典概型中事件概率的计算公式,由于计算古典概型中事件的概率时,只要求出样本点总数和事件所含样本点的个数,所以往往不需要写出样本空间的
16、具体内容及事件中所含样本点,同样可得事件的概率.,另一方面,一些概率的样本空间比较复杂,具体写出比较烦琐,因此在计算古典概型中事件的概率时,可采用排列组合的方法计算m和n.,解,例2 从0,1,2,9这10个数中任意选出三个不同的数字,试求3个数字中不会含数字0和5的概率.,解,设A表示”三个数字中不含0和5”.从0,1,2,9这10个数中任意选出三个不同的数字共有,三个数字中不含0和5,是从1,2,3,4,6,7,8,9这8个数中选出,选法有,即A中包含的基本事件总数为,则所求的概率为:,在 N 件产品中抽取n件,其中恰有k 件次品的取法共有,于是所求的概率为,解,在N件产品中抽取n件的所有
17、可能取法共有,例4 假设每人的生日在一年 365 天中的任一天是等可能的,即都等于 1/365,求 64 个人中至少有2人生日相同的概率.,64 个人生日各不相同的概率为,故64 个人中至少有2人生日相同的概率为,解,课堂练习,1o 电话号码问题 在7位数的电话号码中,第一位不能为0,求数字0出现3次的概率.,2o 骰子问题 掷3颗均匀骰子,求点数之和为4的概率.,3.古典概型的基本模型:摸球模型,(1)无放回地摸球,问题1 设袋中有4 只白球和 2只黑球,现从袋中无放回地依次摸出2只球,求这2只球都是白球的概率.,解,基本事件总数为,A 所包含基本事件的个数为,(2)有放回地摸球,问题2 设
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第一章 随机 试验 概率
链接地址:https://www.31ppt.com/p-5283768.html