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Probability Theory

Nov 3, 2020

Description

事件的概率

事件的蕴含、包含和相等 :在同一试验下的两个事件 A 和 B,如果当 A 发生时 B 必发生,则称 A 蕴含 B,或者说 B 包含 A,即为 $A \subset B$ 。 若 A,B 互相蕴含,即 $A \subset B$ 且 $B \subset A$ ,则称 A,B 两事件相等,即为 $A=B$ 。

事件的互斥与对立 :若两事件 A,B 不能在同以此试验中都发生(但可以都不发生),则称它们是互斥的。 如果一些事件中任意两个都互斥,则称这些事件是两两互斥的,或简称互斥的。 互斥的另一个重要情况是“对立事件”,若 A 为一事件,则事件 $B={A 不发生}$ 为 A 的对立事件,记为 $\bar{A}$ 。 即: $对立事件 \subset 互斥事件$ 。

事件的和(并) :设有两个事件 A,B,定义新事件 $C={A 发生,或 B 发生}$ ,这样的事件称为事件 A 和 B 的和,记为 $C=A+B$ 。 事件的和也被称为事件的并,也常被记为 $A\cup B$ 。

事件的积(交) :设有两个事件 A,B,定义新事件 $C={A,B 都发生}$ ,这样的事件被称为事件 A 和 B 的积,记为 $C=AB$ 。 事件的积也被称为事件的交,也常被记为 $A\cap B$ 。

事件的差 :两个事件 A,B 之差,定义为 $A-B={A 发生,B 不发生}={A\bar{B}}$ 。

条件概率 :设有两个事件 A,B,而 $P(B)\neq0$ 。则“在给定 B 发生的条件下 A 的条件概率”,记为 $P(A|B)$ ,定义为: $$ P(A|B)=P(AB)/P(B) $$

事件的独立性 :若 $P(A)=P(A|B)$ ,则 B 的发生与否对 A 发生的可能性毫无影响,这是称 A,B 两事件相互独立。可推出: $$ P(AB)=P(B)P(A|B)=P(B)P(A) $$

多个事件的独立性 :设 $A_1,A_2,\dots$ 为有限或无限个事件,如果从其中任意取出有限个 $A_{i_1},A_{i_2},\dots,A_{i_m}$ ,都成立 $$ P(A_{i_1} A_{i_2} \dots A_{i_m})=P(A_{i_1})P(A_{i_2})\dots P(A_{i_m}) $$

  1. 独立事件的任一部分也独立。
  2. 相互独立必两两独立,反之不一定。

加法定理 :若干个互斥事件之和的概率,等于各事件的概率之和。

乘法定理 :若干个独立事件之积的概率,等于各事件的概率之积。

完备事件群 :设 $B_1,B_2,\dots$ 为有限个或无限个事件,它们两两互斥且在每次试验中至少发生一个,即: $\begin{aligned} B_{i}B_j &= \varnothing \\ B_1+B_2+\dots &=\Omega \end{aligned}$ 把具有这些性质的一组事件称为一个“完备事件群”。

全概率公式 : $P(A)=P(B_1)P(A|B_1)+P(B_2)P(A|B_2)+\dots$

贝叶斯公式 : $P(B_i|A)=P(AB_i)/P(A)=P(A|B_i)P(B_i)/\sum_jP(B_j)P(A|B_j)$

随机变量和概率分布

随机变量 :随机变量是“其值随机会而定”的变量,是关于试验结果的函数。 分布函数 :设 $X$ 为一随机变量,则函数 $P(X\leq x)=F(x) (-\infty<x<\infty)$ 称为 $X$ 的分布函数。 根据定义,很容易等到分布函数的两个性质:

  1. 单调递增不减
  2. 当 $x\rightarrow\infty$ , $F(x)\rightarrow 1$ ;当 $x\rightarrow-\infty$ , $F(X)\rightarrow0$