自學考試之概率論與數理統計知識框架

看了下軟考成績,上午49,下午51,沒有什麼意外的話,通過了!其實完全可以考的更好,但當時太緊張了,也沒有調整好心態,還是缺乏相應的鍛鍊!還有一點,基礎的東西,還是要再強化一下。

學歷的意義在於基礎,基本上就等同於大方向或大行業的常識!從專科到本科,也爲了彌補青春過往的時間,以及之前上大學時的不自信。還是那句話:“坐等不會有良機”。

概率論與數理統計是研究隨機現象的一門科學,是一門研究統計規律的學科。意義是:可以提高認識問題、研究問題與處理相關實際問題的能力

隨機實驗,首先關心的是所有可能的結果,稱爲樣本空間 記爲Ω=| ω |,其中 ω ,在裏面基本結果,又稱爲樣本點
樣本空間的子集就可以表示隨機事件。

既然隨機事件是用集合表示,那麼集合的運算就適用於概率的分析。

維恩圖: 看圖中畫斜線的部分。解釋時要以樣本空間來解釋,如交A={甲來聽課},B={乙來聽課},那麼A∩B代表A,B都來聽課。

事件間的關係:

包含:若A中的每一個樣本點都包含在B中,則記爲A⊂B,事件A的發生必然導致事件B發生。

相等關係: A⊃B 與 B⊃A同時成立,記爲A=B,等價的兩個事件同時發生,因此可看作是一樣的。

互不相容:若AB=∅,則表示A與B不可能同時發生


從這幾天的學習成果來看,這樣看書的方式太慢了,也不利於發現問題,也找不準重點。接下來,看視頻來學習。利用視頻建立一個知識框架。

事件的運算來看,與程序裏的位運算,或與非,有相似之處。

頻率:是0到1間的一個實數,在大量重複事件基礎上給出的隨機事件發生可能性的估計。隨着次數的增加會穩定在一個值。

 

概率:頻率的穩定值稱作概率,這是統計型定義。現實中,不能通過大量的實驗得出這個穩定值。

 

概率的公理化定義:更簡潔的定義

隨機事件對應的樣本空間爲S,對於每一個事件A,若函數 P(A) 滿足下列條件,則 P(A) 爲 A 的概率:
1. 非負性,即 P(A) 非負;//任何一個事件的出現的概率都是非負的
2. 規範性,即必然事件 S 的 P(S)=1;
3. 可列可加性,即互不相容事件的並集的概率爲各事件概率之和。即:A1,A2....兩兩互斥即AiAj=∅, i!=j

滿足這三條公理的P(A)稱爲事件A的概率。

性質4

若 A⊃B則有P(A-B)=P(A)-P(B).還可以得出P(A)>=P(B).

若沒有包含關係P(A-B)=P(A)-P(AB).

概率的加法公式5:

P(A∩B)=P(A)+P(B)-P(AB).

推廣(一般情況)

P(A u B  u C)=P(A)+P(B)+P(C)-P(AB)-P(AC)-P(BC)+P(ABC).

概率如何來得到的呢?這就需要基本的概率模型。


古典概型:等可能概型

滿足兩個基本的特徵:

1、試驗中的樣本只有有限個。

2、每個樣本點出現的概率是相等的。

條件概率:

如何區分條件概率與古典概率的情況呢?

如果告訴你A已經發生了,求B的概率那就是條件概率。

如果A與B同時發生,那麼求的就是古典概率。

條件概率定義:

P(B|A)=P(AB)/P(A),P(A)>0//條件概率只不過是把原來樣本空間S,縮小到了A範圍裏面來考慮概率。所以也滿足所有的概率性質。

乘法公式:只要條件概率都有意義時

P(AB)=P(A)P(B|A)=P(B)P(A|B);//即事件A和事件B同時發生的概率等於在發生A的條件下B發生的概率乘以A的概率。

推廣:

P(ABC)=P(A)P(B|A)P(C|AB).

一般地,設A1,A2,…,An爲n≥2個事件,且P(A1A2…An-1)>0,則有

P(A1A2…An)=P(A1)P(A2|A1)P(A3|A1 A2) …P(An|A1A2…An-1)

通過維恩圖可以幫助我們更容易的理解 這些 概率公式。

 

全概率公式與貝葉斯公式

全概率:

 1. 如果事件組B1,B2,.... 滿足

               1.B1,B2....兩兩互斥,即 Bi ∩ Bj = ∅ ,i≠j , i,j=1,2,....,且P(Bi)>0,i=1,2,....;

               2.B1∪B2∪....=Ω ,則稱事件組 B1,B2,...是樣本空間Ω的一個劃分

          設 B1,B2,...是樣本空間Ω的一個劃分,A爲任一事件,則:

           上式即爲全概率公式(formula of total probability)

全概率公式的意義在於,當直接計算P(A)較爲困難,而P(Bi),P(A|Bi)  (i=1,2,...)的計算較爲簡單時,可以利用全概率公式計算P(A)。思想就是,將事件A分解成幾個小事件,通過求小事件的概率,然後相加從而求得事件A的概率,而將事件A進行分割的時候,不是直接對A進行分割,而是先找到樣本空間Ω的一個個劃分B1,B2,...Bn,這樣事件A就被事件AB1,AB2,...ABn分解成了n部分,即A=AB1+AB2+...+ABn, 每一Bi發生都可能導致A發生相應的概率是P(A|Bi),由加法公式得

         P(A)=P(AB1)+P(AB2)+....+P(ABn)

               =P(A|B1)P(B1)+P(A|B2)P(B2)+...+P(A|Bn)P(PBn)

貝葉斯公式:

1.與全概率公式解決的問題相反,貝葉斯公式是建立在條件概率的基礎上尋找事件發生的原因(即大事件A已經發生的條件下,分割中的小事件Bi的概率),設B1,B2,...是樣本空間Ω的一個劃分,則對任一事件A(P(A)>0),有

               

         上式即爲貝葉斯公式(Bayes formula),Bi 常被視爲導致試驗結果A發生的”原因“,P(Bi)(i=1,2,...)表示各種原因發生的可能性大小,故稱先驗概率;P(Bi|A)(i=1,2...)則反映當試驗產生了結果A之後,再對各種原因概率的新認識,故稱後驗概率。

事件的獨立性:

  兩個事件之間的獨立性是指:一個事件的發生不影響另一個事件的發生。

  從數學語言上(即定義):  (1.4.1)
  從條件概率的角度看:。如何理解這個概念呢?從概率的角度看,事件A的條件概率與無條件概率的差別在於:事件B的發生改變了事件A發生的概率,也即事件B對事件A有某種“影響”,如果事件B的發生對事件A的發生毫無影響,即有,由此又可推出,即事件A發生對B也無影響,可見獨立性是相互的。

推廣:

  定義1.4.2:設A,B,C是三個事件,如果有

則稱A,B,C兩兩獨立,若還有

  

則稱A,B,C相互獨立。
 

小概率事件:

小概率事件在大量重複實驗的,至少有一次發生的可能性是必然的。


隨機變量:

名爲變量實質是一個函數,是從樣本空間到實數上的一個映射。

概率論的知識框架:

 

 整個概率論的知識體系,要各個攻破,多問下自己參加自考的目的是什麼,難道真是爲了一紙文憑嗎?爲什麼不一個知識點一個知識點的一個個攻破呢?如同第一次軟考一樣,給自己壓力很大,最後發現這麼多知識,可不是幾個月時間就可以掌握的。所以,反對給自己太大壓力,哪怕一天一個知識點,能感受到自己 的進步就可以了……,這正是以考促學的意義所在。

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