概率复习 第一章 基本概念

本文用于复习概率论的相关知识点,因为好久不接触了,忘了不少。这里捡起来,方便学习其他知识。

总目录

概率复习 第一章 基本概念

概率复习 第二章 随机变量及其分布

本章目录

事件的运算

交换律

结合律

分配率

摩根定律

概率含义及性质

可列可加性:

有限可加性:

差事件的概率

逆事件的概率

概率的加法公式

条件概率

条件概率的计算

条件概率的可列可加性:

条件概率的加法公式:

乘法定理

全概率公式

贝叶斯公式

独立性

事件相互独立

事件独立的定理


事件的运算

交换律

A \cup B = B \cup A

A\cap B = B\cap A

结合律

A\cup (B\cup C)=(A\cup B) \cup C

A\cap (B\cap C)=(A\cap B) \cap C

分配率

A\cap (B\cup C)=(A\cap B) \cup (A\cap C)

A\cup (B\cap C)=(A\cup B) \cap (A\cup C)

摩根定律

\overline{A\cup B} = \overline{A} \cap \overline{B}

\overline{A\cap B} = \overline{A} \cup \overline{B}


概率含义及性质

概率记为P,性质如下:

P\geq 0

s是一个必然事件

P(s) = 1

可列可加性:

互不相容的事件A1,A2...有:

P(A_1 \cup A_2 \cup ... ) = P(A_1) +P(A_2) +...

有限可加性:

互不相容的事件A1,A2...An有:

P(A_1 \cup A_2 \cup ...\cup A_n ) = P(A_1) +P(A_2) +...+P(A_n)

差事件的概率

A\sqsubset B,则

P(B-A)=P(B)-P(A)

P(B)\geq P(A)

逆事件的概率

P(\bar{A})=1-P(A)

概率的加法公式

P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(AB)

可以推广到多个事件的情况,如下:


条件概率

条件概率的计算

P(B|A)=\frac{P(AB)}{P(A)}       

P(B|A) 表示在A空间中(A条件下),满足事件B部分,所占的比例

条件概率的可列可加性:

互不相容的事件B1,B2...有:

P\left ( \bigcup_{1}^{\infty } B_i | A \right) = \sum_{1}^{\infty}P(B_i|A)

条件概率的加法公式:

任意事件B1 B2,在条件A下,有:

P(B_1\cup B_2 | A) = P(B_1|A)+P(B_2|A)-P(B_1\cap B_2|A)

乘法定理

由条件概率公式,可以有:

P(A)> 0,有:

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

全概率公式

如右边这个视频,讲解得很详细了:全概率公式考研视频讲解

互不相容的事件B1 B2 ... Bn构成一个样本空间S的划分(样本空间S的完备事件集,也就是B1 B2 ... 充满了样本空间),

若A是S中的一个事件,则:

P(A)=P(AB_1)+P(AB_2)+...+P(AB_n)

也就是A和所有B事件的交集加起来。上面是全概率公式的一种形式。

很好理解,全就是某个事件在一整个划分上,相交的部分,的总和。

根据乘法公式,可以将全概率公式改为如下变型:

P(A)=P(A|B_1)P(B_1)+P(A|B_2)P(B_2)+...+P(A|B_n)P(B_n )

贝叶斯公式

推导过程,也可以参考上面说的这个视频:全概率公式考研视频讲解

贝叶斯公式,是一个条件概率,指在条件A下,一个划分中的某个事件Bi的概率:

P(B_i|A)

由条件概率公式展开有:

{\color{DarkBlue} P(B_i|A)=\frac{P(B_iA)}{P(A)}}

由于

P(B_iA)=P(A|B_i)P(B_i)

P(A)=P(A|B_1)P(B_1)+P(A|B_2)P(B_2)+...+P(A|B_n)P(B_n )

所以,贝叶斯公式为:

\mathbf{P(B_i|A)=\frac{P(A|B_i)P(B_i)}{P(A|B_1)P(B_1)+P(A|B_2)P(B_2)+...+P(A|B_n)P(B_n )}}

很神奇,它表示在A条件下,事件Bi的概率,可以转换为,求:

  • 在划分事件B1或B2或...或Bi...或Bn条件下,A事件的概率,即:P(A|B_1),...P(A|B_i),...P(A|B_n),
  • 划分(完备事件集)事件B1 B2 ... Bi ... Bn的概率,即P(B_1),...P(B_i),...P(B_n),

然后把上面求得的概率,组合起来:

  • 分子是Bi条件下A的概率乘以Bi的概率
  • 分母是A对于划分B的全概率

这样就构成了贝叶斯公式了。

实际计算时,可能会用到很多变型,因为涉及到各种变换。所以需要具体情况具体分析。

但记住,贝叶斯公式,本质就是一个条件概率。只是把它转换成其他计算方式而已。

独立性

事件相互独立

如果A和B满足:

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

则A和B独立

事件独立的定理

定理一:

当P(A)>0,若A和B独立,则

P(B|A)=P(B)

反之亦然。

对于多个事件,它们的n个组合都独立,说明这堆事件相互独立。

定理二:

若A和B独立,则它们的逆事件的组合也独立,包括如下组合:

对于n个独立事件,它们逆事件的任意组合,也是独立的。

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