概率论与数理统计第1章课件.ppt
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- 概率论 数理统计 课件
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1、1 目前,数学在经济、金融、管理科学等领目前,数学在经济、金融、管理科学等领域的应用越来越广泛,需要应用随机数学对这域的应用越来越广泛,需要应用随机数学对这些领域中的许多问题及大量数据建模、分析和些领域中的许多问题及大量数据建模、分析和进行推断,为此,必须掌握随机数学的基础课进行推断,为此,必须掌握随机数学的基础课程程概率论概率论与与数理统计数理统计。应应 用用理论基理论基础础2 概率论概率论是研究随机现象的数量规律的数学是研究随机现象的数量规律的数学分支,从近代博弈论逐步发展起来;分支,从近代博弈论逐步发展起来;数理统计数理统计以概率论为工具研究统计资料的收集、整理,以概率论为工具研究统计资
2、料的收集、整理,并依据收集现象的规律性作出科学的分析和推并依据收集现象的规律性作出科学的分析和推断。断。概率论概率论与与数理统计数理统计以随机现象的统计规律以随机现象的统计规律 性为研究对象,其最终目的在于用随机现象性为研究对象,其最终目的在于用随机现象的规律性指导我们的实践。的规律性指导我们的实践。31.1 随机现象与统计规律性随机现象与统计规律性一、随机现象与决定性现象一、随机现象与决定性现象:在试验或观测之前,不能确切知道哪个:在试验或观测之前,不能确切知道哪个结果会发生,称此现象为结果会发生,称此现象为随机现象随机现象。相反,在。相反,在一定条件下能够明确预知其结果,称此现象为一定条件
3、下能够明确预知其结果,称此现象为决定性现象决定性现象。4(4)火箭速度超过第一宇宙速度就会摆脱地球火箭速度超过第一宇宙速度就会摆脱地球引力而飞出地球。引力而飞出地球。(2)从从93个产品(其中个产品(其中90正正3次)中抽取一个次)中抽取一个产品;产品;:判断下列现象为随机现象还是决定性现:判断下列现象为随机现象还是决定性现象?象?(1)扔一枚分币;扔一枚分币;(3)在标准大气压下将水加热至在标准大气压下将水加热至100必沸腾;必沸腾;5二、随机试验与样本空间二、随机试验与样本空间:概率论中将对随机现象的观察或为观察:概率论中将对随机现象的观察或为观察随机现象而进行的试验称为随机现象而进行的试
4、验称为随机试验随机试验,它应具,它应具备以下三个备以下三个特征特征:每次试验的可能结果不止一个,且事先明确每次试验的可能结果不止一个,且事先明确知道试验的所有可能性结果。知道试验的所有可能性结果。进行试验之前不能确定哪一个结果会发生。进行试验之前不能确定哪一个结果会发生。试验可以在相同条件下重复进行。试验可以在相同条件下重复进行。随机试验随机试验简称试验,用英文字母简称试验,用英文字母E表示。表示。6:随机试验:随机试验E的每一个基本结果,称为的每一个基本结果,称为样本样本点点,记为,记为 ;样本点的全体组成的集合称为;样本点的全体组成的集合称为样本样本空间空间,记为,记为 。:求下列随机试验
5、的样本空间:求下列随机试验的样本空间:(1)将一枚硬币连掷两次;将一枚硬币连掷两次;(3)某人向一目标进行射击,直至命中目标,某人向一目标进行射击,直至命中目标,观察其射击的次数。观察其射击的次数。(2)掷一颗骰子,观察出现的点数;掷一颗骰子,观察出现的点数;7三、随机事件三、随机事件:在随机试验中可能会发生和可能不会发:在随机试验中可能会发生和可能不会发生的事件称为生的事件称为随机事件随机事件,简称,简称事件事件,用大写英,用大写英文字母文字母A,B,C,Ai等表示。等表示。事件事件是样本点的集合,它是样本空间是样本点的集合,它是样本空间 的的子集子集。样本空间样本空间 必然事件必然事件。不
6、包含任何样本点的空集不包含任何样本点的空集 不可能不可能事件事件。8四、频率的稳定性四、频率的稳定性:对于随机事件:对于随机事件A,若在,若在n次试验中出现了次试验中出现了 次,则称次,则称 nAFn 为事件为事件A在在n次试验中出现的次试验中出现的频率频率。:掷一枚硬币,:掷一枚硬币,A“正面向上正面向上”,几位数学,几位数学家的试验结果如下:家的试验结果如下:9试验次数试验次数n正面向上的次数正面向上的次数正面向上的频率正面向上的频率Fn(A)De Morgen 204810010.488Buffon 404020480.5069Pearson 1200060190.50162400012
7、0120.5005 Fn(A)稳定在稳定在0.5附近摆动,但不是普通附近摆动,但不是普通的极限意义。的极限意义。10五、概率的统计意义五、概率的统计意义:随机试验:随机试验E中的事件中的事件A,在,在n次重复试验次重复试验中出现的频率为中出现的频率为Fn(A),当,当n很大时,很大时,Fn(A)稳稳定地在某一数值定地在某一数值p的附近摆动,且随着的附近摆动,且随着n的增的增大,摆动幅度会减小,则称大,摆动幅度会减小,则称p为随机事件为随机事件A发生发生的的概率概率,记为,记为 pAP 111.2 随机事件间的关系与运算随机事件间的关系与运算一、关系一、关系1、:事件事件A发生必然导致事件发生必
8、然导致事件B发生,称发生,称A是是B的的子事件,记为子事件,记为A B。若若A B且且A B,则称事件,则称事件A与事件与事件B等价,等价,记为记为AB。A 122、:事件事件A与事件与事件B同时发生,记为同时发生,记为AB或或AB。n个事件的个事件的交事件交事件指指A1,A2,An同时发生:同时发生:niinAAAA121 3、:事件事件A、B至少有一个发生,记为至少有一个发生,记为AB。n个事件的个事件的并事件并事件指指A1,A2,An至少有一个发生:至少有一个发生:niinAAAA121 134、:事件事件A发生而事件发生而事件B不发生,记为不发生,记为 。BABA 5、:事件事件A与事
9、件与事件B不可能同时发生,记不可能同时发生,记 。AB当事件当事件A、B互斥时,记互斥时,记ABAB。6、:对于事件对于事件A,称,称“事件事件A不发生不发生”为事件为事件A 的的对对立立事件事件,记,记为为 。A14 A()发生当且仅当)发生当且仅当 (A)不发生;)不发生;若两个事件若两个事件A、B满足满足 称称A、B对立对立或称或称A、B互逆互逆。AA BA AB于是有于是有 ABABABAAAAABABA 3,2,1互斥,反之不成立;互斥,反之不成立;互逆互逆15二、运算规律二、运算规律ABBA 1、:BAAB 2、:CBACBA BCACAB 3、:CBCACBA CBCACBA 1
10、64、:BABA BABA 此律又称此律又称对偶律对偶律;对于对于n个事件,甚至无限可列个事件,此律个事件,甚至无限可列个事件,此律亦成立。亦成立。nnAAAAAA2121 nnAAAAAA2121 17:圆柱形产品,直径、长度都要合格,产:圆柱形产品,直径、长度都要合格,产品才算合格。品才算合格。规定规定A“长度合格长度合格”;B“直径合格直径合格”;C“产品合格产品合格”,描述,描述A,B,C之间的关系。之间的关系。:A1“2个样品中有一个次品个样品中有一个次品”;A2“2个样品全是次品个样品全是次品”;B“2个样品中至少有一个次品个样品中至少有一个次品”,求求 。BA,218:p.11,
11、第,第3题。题。:掷骰子,:掷骰子,A=“掷出奇数点掷出奇数点”;B=“点数不点数不超过超过3”;C=“点数大于点数大于2”;D=“掷出掷出5点点”。求求 AB;BC;AB;BD;AB;BA。ACA19:某人连续三次购买体育彩票,每次一张,:某人连续三次购买体育彩票,每次一张,令令A、B、C分别表示其第一、二、三次所买的分别表示其第一、二、三次所买的彩票中奖事件,试用彩票中奖事件,试用A、B、C表示下列事件:表示下列事件:(1)第三次未中奖;第三次未中奖;(2)只有第三次中了奖;只有第三次中了奖;(3)恰有一次中奖;恰有一次中奖;(4)至少有一次中奖;至少有一次中奖;(5)不止一次中奖;不止一
12、次中奖;(6)至多中奖两次。至多中奖两次。201.3 概率的古典意义概率的古典意义一、古典概型一、古典概型1、:具有下述两个特征的随机现象的数:具有下述两个特征的随机现象的数学模型称为学模型称为古典概型古典概型:试验试验E的样本空间是有限的,即的样本空间是有限的,即 n ,21 每个样本点每个样本点 出现的可能性出现的可能性即发生的概率相同。即发生的概率相同。nii,2,1 nPPPn121 21设设 为古典概型,事件为古典概型,事件A发生的概率定义为发生的概率定义为 n ,21 概率的古典定义概率的古典定义 基本事件总数基本事件总数所包含的基本事件总数所包含的基本事件总数AnkAP 222、
13、定理定理1.1:非负性非负性:对任一事件:对任一事件A,有,有0P(A)1。规范性规范性:0,1 PP 有限可加性有限可加性:若事件:若事件A,B互斥,则互斥,则 BPAPBAP 进一步,如果进一步,如果A1,A2,Am是两两互斥的事件,则是两两互斥的事件,则 miimiiAPAP11为基本性质为基本性质23 1 APAP 加法公式加法公式:ABPBPAPBAP ABCPBCPACPABPCPBPAPCBAP ABPAPBAP 若若 ,则,则 AB BPAPBAP 24二、古典概型的计算二、古典概型的计算1、复习排列组合复习排列组合 乘法原理乘法原理进行进行A过程有过程有n种方法,种方法,B过
14、程有过程有m种方法,则种方法,则进行进行AB过程有过程有mn种方法。种方法。加法原理加法原理进行进行A过程有过程有n种方法,种方法,B过程有过程有m种方法,则种方法,则进行进行AB过程有过程有m+n种方法。种方法。25 :从:从n个元素中取出个元素中取出r个元素进行有顺个元素进行有顺序地放置。序地放置。有放回选取有放回选取,从从n个元素中有放回选取个元素中有放回选取r个个元素,共有元素,共有 nr 种方法。种方法。无放回选取无放回选取,从从n个元素中无放回选取个元素中无放回选取r个个元素元素(rn),共有,共有 种方法。种方法。rnrnPA !11rnnrnnnArn 26 :从:从n个元素中
15、取出个元素中取出r个元素,不必考个元素,不必考虑虑r个元素的前后个元素的前后顺序。设其结果为顺序。设其结果为 或或 。rnC rn组合的计算组合的计算是通过考虑一个组合可以产生多是通过考虑一个组合可以产生多少个排列而得到结果。少个排列而得到结果。rnrnCrA !rnrnrnCrn rnnrnCC 27:某铁路线上共有:某铁路线上共有20个车站,要为这条铁个车站,要为这条铁路线准备多少种车票?路线准备多少种车票?:30个篮球队进行单循环比赛,要进行几个篮球队进行单循环比赛,要进行几场比赛?场比赛?:袋中有:袋中有5红红2白白7个球,有放回地每次从个球,有放回地每次从袋中摸一球,共摸三次,问两次
16、摸红球、一次袋中摸一球,共摸三次,问两次摸红球、一次摸白球的试验结果有几个?摸白球的试验结果有几个?282 2、具体例子、具体例子 设有设有20个某种零件,其中个某种零件,其中16个为一级品,个为一级品,4个为二级品,现从中任取三个,求:个为二级品,现从中任取三个,求:只有一个一级品的概率;只有一个一级品的概率;至少有一个一级品的概率。至少有一个一级品的概率。从从0、1、2、3这这4个数字中任取个数字中任取3个进行排个进行排列,求列,求“取得的取得的3个数字排成的数是三位数且个数字排成的数是三位数且是偶数是偶数”的概率。的概率。29 一口袋中有一口袋中有5红红2白白7个球,从袋中任取一个球,从
17、袋中任取一球,有放回地取球,有放回地取2次,求:次,求:均取红球的概率;均取红球的概率;第一次取红球,第二次取白球的概率;第一次取红球,第二次取白球的概率;取得一红一白的概率。取得一红一白的概率。设事件设事件A、B的概率分别为的概率分别为 和和 ,求下列,求下列三种情况下三种情况下 的值:的值:A与与B互斥;互斥;。BA 3121 81 ABP ABP30 在某城市中共发行三种报纸在某城市中共发行三种报纸A、B、C,该城,该城市的居民中,订购市的居民中,订购A的占的占45;订购;订购B的占的占35;订购;订购C的占的占30;同时订购;同时订购A、B的占的占10;同时订购同时订购A、C的占的占8
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