概率论。一个事件的概率,随机事件(概率论)。概率论中的独立不相容事件

高校 2023

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概率论。一个事件的概率,随机事件(概率论)。概率论中的独立不相容事件
概率论。一个事件的概率,随机事件(概率论)。概率论中的独立不相容事件
Anonim

很多人不太可能考虑是否可以计算或多或少随机的事件。简单来说,知道骰子中骰子的哪一面接下来会掉出来是否现实。两位伟大的科学家提出的正是这个问题,他们为概率论这样的科学奠定了基础,其中对事件的概率进行了相当广泛的研究。

起源

如果您尝试将这样的概念定义为概率论,您会得到以下结果:这是研究随机事件恒定性的数学分支之一。当然,这个概念并没有真正揭示出全部的本质,所以需要更详细地考虑。

概率论 事件的概率
概率论 事件的概率

我想从理论的创造者开始。如上所述,其中有两个,分别是 Pierre Fermat 和 Blaise Pascal。他们是最早尝试使用公式和数学计算来计算事件结果的人之一。总的来说,这门科学的雏形早在中世纪。当时,各种思想家和科学家都试图分析赌博,如轮盘赌、掷骰子等,从而建立了一个特定数字的规律和百分比。基金会是由上述科学家于十七世纪奠定的。

起初,他们的工作并不能归功于该领域的巨大成就,因为他们所做的一切都只是经验事实,实验是直观设置的,没有使用公式。随着时间的推移,它取得了很好的效果,这是观察掷骰子的结果。正是这个工具帮助推导出了第一个可理解的公式。

同事

克里斯蒂安·惠更斯这样的人,在研究一个叫做“概率论”的话题的过程中是不可能不提的(这门科学正好涵盖了一个事件的概率)。这个人很有趣。他和上面介绍的科学家一样,试图以数学公式的形式推导出随机事件的规律性。值得注意的是,他并没有与帕斯卡和费马一起做这件事,也就是说,他的所有作品都没有与这些思想有任何交集。惠更斯推导出概率论的基本概念

概率论中的不相交事件
概率论中的不相交事件

一个有趣的事实是,他的作品早在先驱者的工作成果之前就已经出来了,或者更确切地说,是二十年前。在指定的概念中,最著名的是:

  • 概率的概念是机会的大小;
  • 离散的期望例;
  • 概率乘加定理

同样不可能不记得Jacob Bernoulli,他对问题的研究也做出了重大贡献。他独立于任何人进行自己的测试,设法证明了大数定律。反过来,在十九世纪初工作的科学家泊松和拉普拉斯能够证明原始定理。正是从这一刻起,概率论开始被用来分析观察过程中的误差。俄罗斯科学家,或者更确切地说是马尔可夫、切比雪夫和贾普诺夫,也无法绕过这门科学。在伟大天才们的工作基础上,他们把这门学科定为数学的一个分支。这些数字在 19 世纪末就已经奏效,并且由于他们的贡献,出现了以下现象:

  • 大数定律;
  • 马尔可夫链理论;
  • 中心极限定理

所以,随着科学诞生的历史和影响它的主要人物,一切都或多或少地清楚了。现在是时候把所有的事实具体化了。

基本概念

在接触定律和定理之前,值得研究一下概率论的基本概念。该事件在其中起主导作用。这个话题比较多,但是没有它就无法理解其他的一切。

概率论中的独立事件
概率论中的独立事件

概率论中的事件是实验的任何一组结果。这种现象的概念并不多。所以,科学家洛特曼,在这个领域工作,他说在这种情况下,我们谈论的是“发生了,虽然它可能没有发生。”

随机事件(概率论特别关注它们)是一个概念,它绝对暗示任何有能力发生的现象。或者,相反,当满足许多条件时,这种情况可能不会发生。还值得知道的是,随机事件捕获了已发生的全部现象。概率论表明,所有条件都可以不断重复。他们的行为被称为“体验”或“测试”。

特定事件是在给定测试中100%发生的事件。因此,不可能的事件是不会发生的。

一对动作的组合(通常是情况A和情况B)是同时发生的现象。它们被指定为 AB.

事件A和B事件对的总和为C,也就是说,如果其中至少有一个发生(A或B),则得到C。描述现象的公式写成如下: C=A + B.

概率论中的不相交事件意味着两个案例是互斥的。它们永远不可能同时发生。概率论中的联合事件是它们的对立面。这意味着如果 A 发生了,那么它不会干扰 B。

相反的事件(概率论非常详细地处理它们)很容易理解。最好通过比较来处理它们。它们几乎相同和概率论中的不相容事件。但它们的区别在于,许多现象中的一种必然会发生。

等价事件是那些可能性相等的动作。为了更清楚,我们可以想象抛硬币:一侧倒下的可能性与另一侧倒下的可能性相同。

随机事件概率论
随机事件概率论

吉祥事件通过一个例子更容易看到。假设有 B 集和 A 集。第一个是出现奇数的骰子,第二个是骰子上出现的数字 5。原来A有利于B。

概率论中的独立事件仅投射在两个或多个案例上,并暗示任何行动与另一个行动的独立性。例如,A 是抛硬币时的反面损失,B 是从甲板上抽出 J 。它们是概率论中的独立事件。这一刻变得清晰了。

概率论中的相关事件也只允许其集合。它们暗示了一种对另一种的依赖,即只有当A已经发生或相反没有发生时,B才会发生,而这是B的主要条件。

由一个组件组成的随机实验的结果是基本事件。概率论解释说,这是只发生过一次的现象。

基本公式

所以,“事件”、“概率论”的概念,还给出了这门科学的基本术语的定义。现在是时候直接熟悉重要的公式了。这些表达式在数学上证实了概率论等困难学科中的所有主要概念。事件的概率在这里也起着很大的作用。

最好从组合数学的基本公式开始。在继续讨论它们之前,值得考虑一下它是什么。

事件公式概率论
事件公式概率论

组合数学主要是数学的一个分支,它处理大量整数的研究,以及数字本身及其元素的各种排列,各种数据等,导致出现多种组合。除了概率论,这个分支对统计学、计算机科学和密码学也很重要。

所以现在我们可以继续展示公式本身并定义它们。

第一个将是排列数的表达式,如下所示:

P_n=n ⋅ (n - 1) ⋅ (n - 2)…3 ⋅ 2 ⋅ 1=n!

仅当元素仅在顺序上有所不同时,方程式才适用。

现在会考虑放置公式,看起来像这样:

A_n^m=n ⋅ (n - 1) ⋅ (n-2) ⋅ … ⋅ (n - m + 1)=n!: (n - m)!

这个表达式不仅适用于元素的顺序,也适用于它的组成。

组合数学的第三个方程,也是最后一个,称为组合数公式:

C_n^m=n !: ((n -米))!:m !

组合是分别没有排序的选择,此规则适用于它们。

原来很容易找出组合数学的公式,现在我们可以转向概率的经典定义。这个表达式看起来像这样:

P(A)=m: n.

在这个公式中,m是有利于事件A的条件的数量,n是绝对所有同等可能的基本结果的数量。

表达方式很多,文章不会一一介绍,但最重要的会涉及到,比如事件总和的概率:

P(A + B)=P(A) + P(B) - 该定理仅用于添加不相容事件;

P(A + B)=P(A) + P(B) - P(AB) - 这个只用于添加兼容的。

概率论中的事件是
概率论中的事件是

发生事件的概率:

P(A ⋅ B)=P(A) ⋅ P(B) – 该定理适用于独立事件;

(P(A ⋅ B)=P(A) ⋅ P(B∣A); P(A ⋅ B)=P(A) ⋅ P(A∣B)) - 这个是为瘾君子。

事件公式结束列表。概率论告诉我们贝叶斯定理,它看起来像这样:

P(H_m∣A)=(P(H_m)P(A∣H_m)): (∑_(k=1)^n P(H_k)P(A∣H_k)), m=1, …, n

在这个公式中,H1,H2,…,H是完整的一组假设。

到此为止吧,接下来从实践中应用公式解决具体问题的例子来看。

示例

如果你仔细研究任何部分数学,它离不开练习和示例解决方案。概率论也是如此:事件,这里的例子是证实科学计算的一个组成部分。

排列次数公式

假设一副牌中有三十张牌,从面值一张开始。下一个问题。牌堆有多少种方法可以让面值为1和2的牌不相邻?

任务已经设置好了,现在我们继续解决它。首先你需要确定三十个元素的排列数,为此我们采用上面的公式,结果P_30=30!.

根据这个规则,我们会发现有多少种不同的弃牌方式,但我们需要从中减去第一张和第二张牌的下一个。为此,让我们从第一个高于第二个的选项开始。结果第一张牌可以占据二十九位--从第一张到第二十九张,第二张从第二张到第三十张,结果是一对牌有二十九位。反过来,其余的可以以任何顺序占据二十八位。也就是说,对于二十八张牌的排列,有二十八个选项 P_28=28!

结果,如果我们在第一张牌超过第二张时考虑解决方案,则有29 ⋅ 28种额外的可能性!=29!

概率论中的相关事件
概率论中的相关事件

用同样的方法,你需要计算第一张卡在第二张下面的情况下的冗余选项数。结果也是 29 ⋅ 28!=29!

随之而来的是有2 ⋅ 29 种额外选项!,而有30 种必需的方法来构建甲板! - 2 ⋅ 29!。剩下的就是数了。

30!=29! ⋅ 30; 30!-2⋅29!=29! ⋅ (30 - 2)=29! ⋅ 28

现在需要将1到29的所有数字相乘,最后再乘以28。答案是2,4757335 ⋅〖10〗^32

示例的解决方案。位置编号公式

这道题中,你需要找出在一个书架上放十五册的方法有多少种,但前提是总共有三十册。

这个问题比上一个问题有一个稍微简单的解决方案。使用已知的公式,需要从三十卷十五卷中计算出地点总数。

A_30^15=30 ⋅ 29 ⋅ 28⋅… ⋅ (30 - 15 + 1)=30 ⋅ 29 ⋅ 28 ⋅ … ⋅ 16=202 843 204 931 727 360 000

答案分别是202 843 204 931 727 360 000。

现在让我们把任务变得更难一点。你需要知道有多少种方法可以把三十本书放在两个书架上,前提是一个书架上只能放十五卷。

在开始解决之前,我想澄清一下,有些问题是通过几种方式解决的,所以这一种有两种方式,但两者都使用了相同的公式。

在这个问题中,你可以从上一个问题中得到答案,因为我们计算了你可以用十五本书装满一个书架的次数--不同。结果 A_30^15=30 ⋅ 29 ⋅ 28 ⋅ … ⋅ (30 - 15 + 1)=30 ⋅ 29 ⋅ 28 ⋅ …⋅ 16.

我们将使用排列公式计算第二个书架,因为其中放置了十五本书,而只剩下十五本书。使用公式 P_15=15!.

原来总数是 A_30^15 ⋅ P_15 路,但是,此外,从 30 到 16 的所有数字的乘积必须乘以从 1 到 15 的数字的乘积,如结果是1到30所有数字的乘积,所以答案是30!

但是这个问题可以用不同的方式解决--更简单。为此,您可以想象一个书架可以放 30 本书。全部都放在这个平面上,但由于条件要求有两个架子,我们把一个长的一分为二,结果是两个十五。由此可知,放置选项可以是 P_30=30!.

示例的解决方案。组合数公式

现在我们将考虑组合数学中第三个问题的变体。你需要找出排列十五本书的方法有多少种,前提是你需要从三十本书中选择一模一样的。

对于解决方案,当然会应用组合数的公式。从条件可以清楚地看出,相同的十五本书的顺序并不重要。因此,最初你需要找出三十本书十五的组合总数。

C_30^15=30 ! :((30-15))! :十五!=155 117 520

就是这样。使用这个公式,可以在最短的时间内解决这样一个问题,答案分别是155 117 520。

示例的解决方案。概率的经典定义

通过上面的公式,你可以找到一个简单问题的答案。但这将有助于直观地看到并遵循行动过程。

问题中给出了瓮中有十个完全相同的球。其中,四个是黄色的,六个是蓝色的。一个球从瓮中取出。你需要找出得到蓝色的概率。

为了解决这个问题,必须将获得蓝球指定为事件A。这种经历可以有十个结果,而这些结果又是基本的,同样可能的。同时,十个中有六个对事件A有利。我们根据公式求解:

P(A)=6: 10=0, 6

应用这个公式,我们发现得到蓝色球的概率是0.6。

示例的解决方案。事件总和的概率

现在将呈现一个变体,它使用事件总和概率的公式来解决。所以,在给定两个盒子的条件下,第一个包含一个灰球和五个白球,第二个包含八个灰球和四个白球。结果,其中一个是从第一个和第二个盒子中取出的。你需要找出你得到的球是灰色和白色的概率是多少。

要解决这个问题,需要给事件打上标签。

  • 所以,A - 从第一个盒子里取出一个灰球:P(A)=1/6.
  • A' – 也从第一个盒子中取出一个白球:P(A')=5/6.
  • B – 灰球已经从第二个盒子中取出:P(B)=2/3.
  • B' – 从第二个盒子中取出一个灰球:P(B')=1/3.

根据问题的情况,必然出现其中一种现象:AB'或A'B。使用公式,我们得到:P(AB')=1/18, P(A'B)=10/18.

现在概率乘法公式已经用到了。接下来,要找出答案,您需要应用等式进行加法:

P=P(AB' + A'B)=P(AB') + P(A'B)=11/18.

这就是如何,使用公式,你可以解决类似的问题。

结果

文章提供了关于“概率论”主题的信息,其中事件的概率起着至关重要的作用。当然,并不是所有的事情都被考虑在内,但是,根据所提供的文本,理论上人们可以熟悉这部分数学。所讨论的科学不仅在专业工作中有用,而且在日常生活中也有用。在它的帮助下,你可以计算出任何事件的任何可能性。

文本还涉及概率论作为一门科学形成的历史上的重要日期,以及投资于它的人的名字。这就是人类的好奇心如何导致人们学会计算甚至随机事件的事实。曾经他们只是对它感兴趣,但今天每个人都已经知道了。没有人会说未来等待我们的是什么,与所考虑的理论相关的其他精彩发现将会有哪些。但有一件事是肯定的--研究并没有停滞不前!

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