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概率论与数理统计

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Academic year: 2021

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(1)

概率论与数理统计

(2)

第一章 概率论的基本概念

样本空间

随机事件

频率和概率

条件概率

事件的独立性

(3)

1-1 随机试验

(4)

确定性现象:结果确定

不确定性现象:结果不确定 确定性现象

不确定性现象

自然界与社会生活中的两类现象

(5)

例:

向上抛出的物体会掉落到地上

(确定)

打靶,击中靶心(不确定)

买了彩票会中奖(不确定)

(6)
(7)

概率论与数理统计是研究随机现

象数量规律的学科。

(8)

对随机现象的观察、记录、实验统称 为随机试验。它具有以下特性:

可以在相同条件下重复进行;

事先知道可能出现的结果;

进行试验前并不知道哪个试验结果会

发生

(9)

例:

抛一枚硬币,观察试验结果;

对某路公交车某停靠站登记下车人数

对某批电子产品测试其输入电压;

对听课人数进行一次登记;

(10)

1-2 样本空间 随机事件

(11)

( 一 ) 样本空间

定义:随机试验 E 的所有结果构成 的集合称为 E 的 样本空间,记为 S={e} , 称 S 中的元素 e 为样本点,一个元 素的单点集称为基本事件.

(12)

例:

一枚硬币抛一次

记录一城市一日中发生交通事故次数

记录一批产品的寿命 x

记录某地一昼夜最高温度 x ,最低温

度 y

(13)

S={ 正面,反面 } ; S={0,1,2,…}S={ x|a≤x≤b

}

S={(x,y)|T

0

≤y≤x≤T

1

}

(14)

( 二 ) 随机事件

一般我们称 S 的子集 A 为 E

的随机事件 A ,简称事件 A. 当且

仅当 A 所包含的一个样本点发生称

事件 A 发生。

(15)

随机事件有如下特征:

任意一事件 A 是相应的样本空间 S 的一 个子集,其关系可用维恩 (Venn) 图来表 示;

事件 A 发生当且仅当 A 中的某一个样本 点出现;

事件 A 的表示可用集合,也可用语言来表 示。

(16)

S={0,1,2,…}

A={ 至少有 10 人候车 }={10,11,12,…}

S , A 为随机事件,

A 可能发生,也可能不发生。

例:观察 89 路公交车浙大站候

车人数。

(17)

由一个样本点组成的单点集,称为基 本事件。

如果将 S 亦视作事件,则每次试验 S 总是发生,故又称 S 为必然事件。

为方便起见,记 Φ 为不可能事件, Φ

不包含任何样本点。

(18)

2 A B A B B A

 

   

1

A B  :事件发生一定导致发生 A B

S

A B

( 三 ) 事件的关系及运算

事件的关系(包含、相等)

(19)

例:

记 A={ 明天天晴 } , B={ 明天无雨 }

记 A={ 至少有 10 人候车 } , B={ 至少有 5 人 候车 }

抛两颗均匀的骰子,两颗骰子出现的点数分别 记为 x,y. 记 A={x+y 为奇数 } , B={ 两次的骰子 点数奇偶性不同 } ,则

 B A

  B A

 B A

(20)

事件的运算

S

A B

A B

A 与 B 的和事件,记为

(21)

事件的运算

S

A B

, ,

A B A B AB  

A 与 B 的积事件,记为

(22)

1 2 1

1 2

1

, , , ,

n

i n

i n

i n

i

A A A A A A A A





: 至少有一发生

: 同时发生

S

A B

当 AB= Φ 时,称事件 A 与 B 是互 不相容的,或互斥的。

(23)

, ,

逆事件记为 互逆(互为 的, 若,

对立事件) 称

   

     

 

 

A A S A B S

A A

A A A B A B

A

S

A

(24)

S

A B

(25)

“ 和”、“交”关系式

1 2

1 1

n n

i i n

i i

A A A A A

 

 

1 2

1 1

n n

i i n

i i

A A A A A

   

 

(26)

A B   A B  

A B AB   

A B

 

AB

例:设

A

={ 甲来听课 } ,

B

={ 乙来听 课 } ,则:

{ 甲、乙至少有一人来 } { 甲、乙都来 }

{ 甲、乙都不来 }

{ 甲、乙至少有一人不

来 }

(27)

概率中常有以下定义:由 n 个元件组

成的系统,其中一个损坏,则系统就损

坏,此时这一系统称为“串联系统”;若

有一个不损坏,则系统不损坏,此时这

一系统称为“并联系统”。

(28)

例: 由 n 个部件组成的系统,记

串联系统:

并联系统:

{ 第i个部件没有损坏},i =1, 2, , , A ={系统没有损坏}

Ai

 

n

1

 

in i

A A

1

 

i n i

A A

(29)

1-3 频率与概率

(30)

( 一 ) 频率 定义:记

其中 — A 发生的次数 ( 频数 ) ; n— 总试验次数。称 为 A

在这 n 次试验中发生的频率。

n

A

( ) n f A A

n n

n ( ) f A

(31)

1 n

例:

中国男子国家足球队,“冲出亚洲”共

进行了 n 次,其中成功了一次,在这

n 次试验中“冲出亚洲”这事件发生的

频率为

(32)

( ) 12 16 75%

f A

n

 

n ( ) f A

某人一共听了 16 次“概率统计”课,其中有 12 次迟 到,记 A={ 听课迟到 } ,则

频率 反映了事件 A 发生的频繁程度

(33)

频率的性质:

(34)

试验 序号

n =5 n =50 n =500

nH fn(H) nH fn(H) nH fn(H)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2 3 1 5 1 2 4 2 3 3

0.4 0.6 0.2 1.0 0.2 0.4 0.8 0.4 0.6 0.6

22 25 21 25 24 21 18 24 27 31

0.44 0.50 0.42 0.50 0.48 0.42 0.36 0.48 0.54 0.62

251 249 256 253 251 246 244 258 262 247

0.502 0.498 0.512 0.506 0.502 0.492 0.488 0.516 0.524 0.494

例:抛硬币出现的正面的频率

(35)

实验者 n nH fn(H)

德 · 摩根 2048 1061 0.5181

蒲 丰 4040 2048 0.5069

皮尔逊 12000 6019 0.5016 皮尔逊 24000 12012 0.5005

(36)

频率的重要性质:

f An ( )

随 n 的增大渐趋稳定,记稳定值为 p

(37)

定义 2 :将概率视为测度,且满足:

称 P(A) 为事件 A 的概率。

1 2

1 1

1 ( ) 0 2 ( ) 1

3 , ,

( ) ( )

, . . . , , . . . ,(i j)

k i j

i i

i i

P A P S

A A A A A

P A P A

( 二 ) 概率

定义 1 : 的稳定值 p 定义为 A 的概率,记为 P(A)=p

n( ) f A

(38)

性质:

( 1, 2,...), A

n

   n

证:令

1

, , .

n i j

n

A A A i j

    

1 1

1

( )

n

( )

n

( )

n n

n

P P A P A P

 

       

    

1 ( ) 0

P  

( ) 0. ( ( ) 0)

P P

     

(39)

( 1, 2,...), A

n k

   k

证:令

, , , 1, 2,....

i j

A A i j i j

    

1 1

1 1

( ) ( ) ( ) ( ).

n n

i i i i

i i

i i

P A P A P A P A

       

(40)

4 若,则有 AB P B A(  )  P B( )  P A( )

3 ( ) 1

P A   P A ( )

A A S

==    P A P A ( )  ( ) 1 

( )  ( ),于是有 ( )  ( ) 1

P B P A P A P S

(41)

( ) ( ) 证:  

B A A B AB AB A

    

AB

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

  

( ) ( ) ( ) ( ) 0

P B P A P AB P B A

     

( ) ( ) P B P A

 

( ) ?

P B A 问题:一般情况下

( ) ( ) ( )

P B A P B P AB 答案:

(42)

( ) 0 ( ) 1

P A A

P B B S

   

   注:已知不能;

已知不能.

(43)

( ) A B AB A

  

==

( ) ( ) ( )

P A B P A P B A

    

( ) ( ) ( ) ( )

P A B P A P B P AB

    

(44)

#5

的推广1:

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

P A B C P A P B P C

P AB P AC P BC P ABC

 

(45)

1 1 1

1

1 2 1

( ) ( ) ( )

( ) ( 1) ( )

n n

i i i j

i i j n

i

n

i j k n

i j k n

P A P A P A A

P A A A P A A A

  

   

   

 

#5

的推广2(一般情形):

(46)

例:甲乙丙 3 人去参加某个集会的概率

均为 0.4 ,其中至少有两人参加的概率

为 0.3 ,都参加的概率为 0.05 ,求 3 人

中至少有一人参加的概率。

(47)

解:设 A, B, C 分别表示甲 , 乙 , 丙参 加,由条件知

P(A) = P(B) =P(C) = 0.4, P(AB

∪ AC ∪ BC) = 0.3,

P(ABC) = 0.05.

(48)

由 0.3 = P(AB ∪ AC ∪ BC) = P(A B)

+ P(AC) + P(BC) −2P(ABC), 得 P(AB) + P(AC) + P(BC)

= 0.3 + 2P(ABC) = 0.4,

(49)

因此,

P( 甲乙丙至少有一人参加)

= P(A ∪ B ∪ C)

= P(A) + P(B) + P(C) -P(AB)

- P(AC) - P(BC)+ P(ABC) = 0.85.

(50)

1-4 等可能概型(古典概型)

(51)

定义:若试验 E 满足

S 中样本点有限 ( 有限性 )

出现每一样本点的概率相等 ( 等可能性 )

 

A

P A S

  所包含的样本点数 中的样本点数

称这种试验为等可能概型 ( 或古典概型 ) 。

(52)

例 1 :一袋中有 8 个球,其中 3 个为红球, 5 个为黄球,设摸到每一球的可能性相等。

( 1 )从袋中随机摸一球,记 A={ 摸到红球 } ,求 P(A) .

( 2 )从袋中不放回摸两球,记 B={ 恰是一红 一黄 } ,求 P(B) .

(53)

解: (1)

1 1 2

3 5 8

(2) ( ) / 15 53.6%

P BC C C  28 

  8 3

P A

S={1,2, ,8},A={1,2,3} 

(54)

例 2 :有 N 件产品,其中 D 件是次品

,从中不放回的取 n 件,记 A

k

{ 恰有 k 件次品 } ( k≤D) ,求 P(A

k

)

. ( D N n  ,  N )

(55)

( )

k Dk N Dn k

/

Nn

, 0,1, , P AC C

C k   n

L

0 C

m

(注:当 L>m 或 L<0 时,记 ) 解

(56)

例 3 :将 n 个不同的球,投入 N

个不同的盒中 (n≤N) ,设每一球

落入各盒的概率相同,且各盒可

放的球数不限,记 A = { 恰有 n

个盒子各有一球 } ,求 P(A) .

(57)

n

!

C n

N

 

( )

Nn

!/

n

P A C n N

  

解: n 个球放入 N 个盒子中,总样本点 数为 ,使 A 发生的样本点数

(58)

应用(生日问题)在一个 n (≤ 36

5 )人的班级里,至少有两人生日

相同的概率是多少?

(59)

64 0.997 当时, np

解 :

(60)

例 4: ( 抽签问题 ) 一袋中有 a 个红球, b 个白球,记 a + b = n .设每次摸到各球 的概率相等,每次从袋中摸一球,不放回 地摸 n 次。求第 k 次摸到红球的概率。

(61)

, , , ,

1 2 k n

  

① — a 号球为红球,

可设想将 n 个球进行编号:

其中

将 n 个人也编号为 1,2,…,n .

① ②

。。。

n

可以是①号球,

亦可以是②号球

……是 号球 可以是①号球,

亦可以是②号球

……是 号球n

(62)

① ②

。。。

n

( 1)!

( )

k

( )!

a a b a

P A a b a b

   

 

--- 与 k 无关

视 的任一排列为一个样本点,每 点出现的概率相等。

解:

(63)

, , , ,

1 2 k n

  

1

( )

k na 1

/

na

a P A C C

a b

 

1 1 a

C

n

a

C

n

Ak

总样本点数为 ,每点出现的概 率相等,而其中有 个样本点 使 发生,

解 2 : 视哪几次摸到红球为一样本

(64)

解 3 :将第 k 次摸到的球号作为一 样本点

( )

k

a a

P A n a b

  

① ,②,…,

S = { } ,n

Ak { }① ,②,…,a

(65)

(

k

) 1 2

P A

此值不仅与 k 无关,且与 a , b 都 无关,若 a = 0 呢?对吗? 为什么

此值不仅与 k 无关,且与 a , b 都 无关,若 a = 0 呢?对吗? 为什么

错,这不是等可能概型

A

k

{ 红色 }

解 4 :记第 k 次摸到的球的颜色为一

样本点 S = { 红色 , 白色 } ,

(66)

例 5 :(配对问题)一个小班有 n 个 同学,编号为 1, 2, …, n 号,中秋节 前每人准备一件礼物,相应编号为 1,

2, … ,n 。将所有礼物集中放在一起

,然后每个同学随机取一件,求没有

人拿到自己礼物的概率。

(67)

解:设 Ai 表示第 i 人拿到自己的礼物

, i=1,2,…,n , A 表示至少有一人拿

到自己的礼物。

(68)

( ) (

i

1)!/ ! 1/ ,

P Annn 共项, n

(69)

1

2 1

3

0

( ) ( )

1 ( ... )

1 1

1 ( 1)

1 1

... ( 1)

( 1)( 2) !

1 1 1

1 1 ... ( 1)

2! 3! !

( 1)

!

n n

n i

n n

n

n i

i

P P A

P A A

n C n n

C n n n n

n i

   

 

  

      

没有人取到自己礼物

(70)

人们在长期的实践中总结得

到“概率很小的事件在一次试验

中实际上几乎是不发生的” ( 称

之为实际推断原理 ) 。

(71)

例 6 :某接待站在某一周曾接待 1

2 次来访,已知所有这 12 次接待

都是在周二和周四进行的,问是否

可以推断接待时间是有规定的 ?

(72)

解:假设接待站的接待时间没有 规定,而各来访者在一周的任一 天中去接待站是等可能的,那么

, 12 次接待来访者都是在周二、

周四的概率为

2

12

/7

12

=0.000 000 3.

(73)

现在概率很小的事件在一次试

验中竟然发生了,因此,有理由怀

疑假设的正确性,从而推断接待站

不是每天都接待来访者,即认为其

接待时间是有规定的。

(74)

§5 条件概率

(75)

例:一个家庭中有两个小孩,已知 至少一个是女孩,问两个都是女孩 的概率是多少?

(假定生男生女是等可能的)

(76)

解: 由题意,样本空间为

{ ( ) ( ) ( ) ( ) }

S

 男,男,男,女,女,男,女,女

A

表示事件“ 至少有一个是女孩”,

{ ( ) ( ) ( ) } A =男,女,女,男,女,女

{ ( ) }

B  女,女

(77)

由于事件 A 已经发生,所以这时试 验的所有可能结果只有三种,而事 件 B 包含的基本事件只占其中的一 种, 所以有

( ) 1

P B A  3

(78)

在这个例子中,若不知道事件 A 已经发生的信息,

那么事件发生的概率为

1

( ) 4 P B

( ) ( ) P BP B A 这里

) ( A B P

其原因在于事件 的发生改变了样本空间,使它由原 来的 缩减为 ,而 是在新的样本空间 中由古 典概率的计算公式而得到的

A

S SA A SA

(79)

例:有一批产品,其合格率为 90% , 合格品中有 95% 为优质品,从中任取 一件,

记 A={ 取到一件合格品 } , B={ 取到一件优质品 } 。

则 P(A)=90% 而 P(B)=85.5%

(80)

记: P(B|A)=95%

1. P(A)=0.90 是将整批产品记作 1 时 A 的测度

2. P(B|A)=0.95 是将合格品记作 1 时 B 的测度

3. 由 P(B|A) 的意义,其实可将 P(A) 记为 P(A|S)

,而这里的 S 常常省略而已, P(A) 也可视为 条件概率。

(81)

分析:

A B S

( ) ( ) x P AB

P A

若记 P(B|A)=x ,则应有 P(A):P(AB)=1:x

解得:

(82)

一、条件概率 定义:

由上面讨论知, P(B|A) 应具有概率的所有 性质。

例如:

P B A ( | ) 1   P B A ( | )

( | ) ( | ) ( | ) ( | )

P B C A P B A P C A P BC A

B C P B A ( | ) P C A ( | )

( ) ( | )

( )

P B A P AB

P A P A

( ) 0 

(83)

( ) ( ) ( | ) ( ) ( | )

P AB

P A P B A

 

P B P A B

( ) ( ) ( | ) ( | ) P ABCP A P B A P C AB

二、乘法公式

当下面的条件概率都有意义时

(84)
(85)

例:一盒中有 5 个红球, 4 个白球,

采用不放回抽样,每次取一个,取 4 次,( 1 )已知前两次中有一次取到 红球,求前两次中恰有一次取到红球 的概率;( 2 )已知第 4 次取到红球

,求第 1 , 2 次也取到红球的概率。

(86)

解: Ai 表示第 i 次取到红球, i=1,2,3,4 , B 表示前两次中有一次取到红球, C 表示前两 次中恰有一次取到红球的概率。

1 1 2

4 5 9

2 2

4 9

( ) ( ) 2

( )

( ) 1 ( ) 1 3

C C C P BC P C

P C B

P B P B C C

3 3

5 9

1 2 4 1 2 4

4

( ) 9

( )

( ) 5 9 42

C C

P A A A P A A A

P A

 

(87)

例:某厂生产的产品能直接出厂 的概率为 70% ,余下的 30% 的产 品要调试后再定,已知调试后有 8 0% 的产品可以出厂, 20% 的产

品要报废。求该厂产品的报废率。

(88)

解:设 A={ 生产的产品要报废 } B={ 生产的产品要调试 }

已知 P(B)=0.3 , P(A|B)=0.2 ,

( ) ( ) P AP AB

, ,

AB A AB

( ) ( ) 0.3 0.2 6%

P B P A B

   

(89)

例:某行业进行专业劳动技能考核,一个

月安排一次,每人 最多参加 3 次;某人第

一次参加能通过的概率为 60% ;如 果第

一次未通过就去参加第二次,这时能通过的

概率为 80% ;如果第二次再未通过,则去

参加第三次,此时能通过的概率为 90% 。

求这人能通过考核的概率。

(90)

1 1 2 1 2 3

AAA AA A A

解:设 A

i

={ 这人第 i 次通过考核 } , i=1,2,3

A={ 这人通过考核 } ,

(91)

1 1 2 1 2 3

( ) ( ) ( ) ( ) P AP AP A AP A A A

2 1

2 1

( | )

1 ( | ) 1 0.8 0.2 P A A

P A A

 

 

(92)

1 0.4 0.2 0.1 0.992

    

亦可:

(93)

三、全概率公式与 Bayes 公式

定义:设 S 为试验 E 的样本空间, B

1, B2 , …, Bn

为 E 的一组事件。若:

则称 B

1,B2,…,Bn

为 S 的一个划分 , 或称 为一组完备事件组。

1 2

( ) i B   B B

n

S

( ) ii B B

i j

  , i j i j  , ,  1,2, ,  n

(94)

B1

B2 Bn

S

即: B

1

,B

2

,…,B

n

至少有一发生是

必然的,两两同时发生又是不可

能的。

(95)

设试验 E 的样本空间为 S , A 为 E 的事件。

B1,B2,…,Bn

为 S 的一个划分, P(B

i)>0

i=1,2,…,n

;则称:

1

( ) n ( )j ( | j )

j

P A P B P A B

为全概率公式

B1

B2 Bn

S

A

定理:

(96)

1 2 n

A AS AB    AB  AB

 

i j

AB AB

i j

不相容

1

( )

n

(

j

)

j

P A P AB

  

1

( ) ( | )

n

j j

j

P B P A B

  

证明

注:在运用全概率公式时,一个关键是构造 一组合适的划分。

(97)

* 全概率公式可由以下框图表示:

设 P(Bj)=pj, P(A|Bj)=qj, j=1,2,…,n 易知:

1

1

n

j j

p

S

P1

P2

. . .

B2 B1

Bn

. . .

q2

q1

qn

A

 

   

1 n |

j j

j

P A P B P A B

Pn

(98)

更进一步,设试验 E 的样本空间为 S , A 和 C 为 E 的事件。 B1, B2, …, Bn 为 S 的 一个划分, P(BiC)>0 , i=1, 2, …, n ; P (C )>0, 则称:

为条件概率的全概率公式。

1 1

( ) n ( j ) n ( j ) ( | j )

j j

P A C P AB C P B C P A B C

(99)

1

( ) ( | ) ( | )

( ) ( | )

i i

i n

j j

j

P B P A B P B A

P B P A B

 

定理:接上面全概率公式的条件,

且 P(A)>0, 则

称此式为 Bayes 公式。

(100)

例:一单位有甲、乙两人,已知甲近期 出差的概率为 70% ,若甲出差,则乙出 差的概率为 10% ;若甲不出差,则乙出 差的概率为 60% 。

(1) 求近期乙出差的概率;

(2) 若已知乙近期出差在外,求甲出差的

概率。

(101)

( ) 0.70, ( | ) 0.10, ( | ) 0.60P A P B A P B A 已知

  1 ( ) P B P AB AB ( )

( ) ( | ) ( ) ( | ) P A P B A P A P B A

 

0.7 0.1 0.3 0.6 25%

    

( ) ( )

P AB P AB

 

解:设 A={ 甲出差 } , B={ 乙出

差 }

(102)

  2 ( | ) ( ) ( ) 7

( ) ( ) ( ) 25 P AB P AB

P A B

P B P AB P AB

  

Bayes

公式

(103)

例:根据以往的临床记录,某种诊断癌症的试 验具有 5% 的假阳性及 5% 的假阴性:

若设 A={ 试验反应是阳性 } , C={ 被诊断患有癌症 }

则有: 已知某一群 体 P(C)=0.005 ,问这种方法能否用于普查?P A C

( | ) 5%, ( | ) 5%, 

P A C

(104)

( ) ( | )

( )

P C A P AC

P A

( ) ( | )

0.087 ( ) ( | ) ( ) ( | )

P C P A C

P C P A C P C P A C

  

若 P(C) 较大,不妨设 P(C)=0.8 推出 P(C|A)=

0.987 说明这种试验方 法可在医院用

解:考察 P(C|A) 的值

若用于普查, 100 个阳性病人中被诊断患

有癌症的大约有 8.7 个,所以不宜用于普

查。

(105)

例:有三个箱子,第 1 箱装有 5 件正品

2

件次品,第 2 箱装有 4 件正品 2 件次

品,第 3 箱装有 3 件正品 2 件次品。现

从第一箱中随机取 1 件放到第 2 箱,再

从第 2 箱中随机取 1 件放到第 3 箱,然

后从第 3 箱中随机取 1 件,求最后取到

的是次品的概率。

(106)

( ) ( ) ( | ) ( ) ( | ) P CP A P C AP A P C A

解:设 A,B,C 分别表示从第 1 , 2 , 3 箱取到次 品,

由条件概率全概率公式,

(107)

问题:直接可以用全概率公式吗?

(108)

1-6 独立性

(109)

例:有 10 件产品,其中 8 件为正品, 2 件次品。从中取 2 次 , 每次取 1 件,设 A

i

={

第 i 次取到正品 } , i=1,2

2 1 2

7 8

( | ) ( )

9 10

P A A   P A

2 1 2

( | ) 8 ( ) P A A  10  P A

不放回抽样时,

放回抽样时,

(110)

即放回抽样时, A

1

的发生对 A

2

的发

生概率不影响。同样, A

2

的发生对

A

1

的发生概率不影响。

(111)

定义:设 A , B 为两随机事件,如果 P

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

,则称 A , B 相互独 立

.

若 ,

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

等价于 P(B|A)=P(B)

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

也等价于 P(A|B)=P(A)

.

( ) 0, ( ) 0

P AP B

(112)
(113)

定义 :

(114)

注意:

1

两两独立不能  相互独立

2° 实际问题中,常常不是用定义

去验证事件的独立性,而是由实际

情形来判断其独立性。

(115)

n 重贝努利试验:设试验 E 只有两 个可能的结果: , p(A)=p, 0<p

<1, 将 E 独立地重复进行 n 次,则 称这一串 重复的 重复 独立试验为 n 重贝 独立 努利试验。

,

A A

在相同条件下 重复进行

即每次试验结果 互不影响

(116)

例:甲、乙两人进行乒乓球比赛,

每局甲胜的概率为p,p≥,问对甲而言,

12

采用三局二胜制有利,还是采用五局

三胜制有利?(设各局胜负相互独立)

(117)

 

A

再设 甲胜

 

   

 

1 2 1 2 3 1 2 3

2 2

1

1

2 1

记为

三局二胜制:

  

   

P A P A A A A A A A A

p p p p

(118)
(119)

  

2

2

2

1

 3  1 2  1

p p p p p

2 1

2 1

, 1 2

, 1

2

p p p

p p p

  

  

  

(120)

例:有 5 个独立元件构成的系统 ( 如图 1) ,设每个元件能正常运 行的概率为 p ,求系统正常运行 的概率。

1

3 4 5

2

图 1

(121)

 

 

, 1, 2,3, 4,5

Ai i i

A

 

解:设第个元件运行正常 系统运行正常

3 3

A AA

 

AA

则:

3 3 3 3

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) P AP AP A AP AP A A

5 2 4

1

(122)

 

2 4

2

ˆ (

3

)

1 2 4 5

2

p

P A A

P A A

A A

p

p

5 2

4 1

(123)

例:一袋中有编号为 1,2,3,4 共 4 个

球,采用放回抽样,每次取一球,共

取 2 次,记录号码之和,这样独立重

复进行试验,求“和等于 3” 出现在“和

等于 5” 之前的概率。

(124)

解:设 A 表示“和等于 3” 出现在“和等于 5” 之前

B 表示第一次号码之和为 3 ,

C 表示第一次号码之和为 5 ,

D 表示第一次号码之和既不为 3 也不为 5

(125)

2 4 10

( ) , ( ) , ( )

16 16 16

P B P C P D

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

2 4 10

1 0 ( )

16 16 16

P A P B P A B P A C P C P A D P D P A D

   

( ) ( )

P A D

P A

在第一次和不等于 3 或 5 的情况下求 A 的条件概率,相当于重新考虑 A 的概 率。

( ) 1 . P A 3

(126)

例:某技术工人长期进行某项技术操作,

他经验丰富,因嫌按规定操作太过烦琐,

就按照自己的方法进行,但这样做有可能 发生事故。设他每次操作发生事故的概率 为 p , p>0 ,但很小很小,他独立重复进 行了 n 次操作, 求 (1) n 次都不发生事故的 概率; (2) 至少有一次发生事故的概率。

(127)

解:设 A={n 次都不发生事故 },B={ 至 少有一次发生事故 },Ci={ 第 i 次不发 生事故 },i=1,2,…,n

1

,...,

n

( ) 1

i

C C P C   p

则相互独立,

( ) (

1 n

) (1 )

n

P AP CC   p

(128)

上式的意义为:“小概率事件”在大量

独立重复试验中“至少有一次发生”几

乎是必然的。

(129)

21/12/19

课件待续 !

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