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abstracto
- El esquema de Bernoulli es un esquema clásico que combina los conceptos de eventos independientes y n experimentos de Bernoulli.
Perfil de Bernoulli
- El concepto de Bernoulli es un tipo de concepto clásico basado en el experimento de Bernoulli.
- La igual posibilidad de este tipo de concepto se refleja en nnEs igualmente probable que se produzcan los diversos resultados de la prueba de Bernoulli n- plex, pero las probabilidades de los dos resultados de la prueba de Bernoulli simple no son necesariamente iguales.
juicio de Bernoulli
- Si solo hay dos puntos muestrales opuestos en el espacio muestral del experimento E: A , A ‾ A,\overline{A}un ,A, entonces la prueba E es una prueba de Bernoulli
- Relación de probabilidad del punto muestral: P (A) = p P(A)=pP ( A )=p ,则P ( A ‾ ) = 1 − p P(\overline{A})=1-pPAG (A)=1−pag
ensayo de Bernoulli n veces
- Si la prueba E** se repite n veces de forma independiente , estas n veces constituyen una nueva prueba**, y esta nueva prueba se denomina nnPrueba de Bernoulli n veces
- Nota:
- La replicación significa que P ( A ) = p P (A) = p en cada ensayo de BernoulliP ( A )=p permanece sin cambios
- Independiente significa que los resultados de cada prueba no se afectan entre sí.
- 若C i C_iCyoRepresenta la iithEl resultado de la prueba de Bernoulli, entoncesC i ∈ { A , A ‾ } C_i\in\set{A,\overline{A}}Cyo∈{ un ,A} ,i = 1 , 2 , ⋯ , ni=1,2,\cdots,ni=1 ,2 ,⋯,n ;且P ( C 1 ⋯ C n ) P(C_1\cdots{C_n})PAG ( C1⋯Cnorte) =P ( C 1 ) ⋯ P ( C n ) P(C_1)\cdots{P(C_n)}PAG ( C1)⋯PAG ( Cnorte)
- Cada vez que una prueba básica se repite n veces, se puede considerar completada una vez.
n重伯努利试验
- La prueba de Bernoulli de n pliegues también se denomina perfil de Bernoulli , denotada por E n denotada por E ^ nMarcado como Enorte
ejemplo
- Prueba E 1 E_1mi1Es la cara y la cruz observables al lanzar una moneda: A , A ‾ A,\overline{A}un ,AIndica que los resultados son positivos y negativos respectivamente.
- Prueba E 2 E_2mi2Es tirar una pieza, si AAA significa "obtener 1 punto",A ‾ \overline{A}AIndica obtener "ni 1 punto"
- mi 1, mi 2 mi_1, mi_2mi1,mi2Son todos los experimentos de Bernoulli.
- Si E 1 , E 2 E_1,E_2mi1,mi2Cada ejecución nnn veces, obtienen sus respectivosnnEnsayo de Bernoulli n vecesE 1 n , E 2 n E_1^{n},E_2^{n}mi1norte,mi2norte
Espacio muestral
- mi norte mi^{n}miespacio muestral de n
- 记ω i \omega_iVayayoParte IIi resultados básicos de la prueba de Bernoulli, entoncesω i ∈ { A , A ‾ } \omega_i\in\set{A,\overline{A}}Vayayo∈{ un ,A}
- Y el resultado de una determinada prueba (punto de muestra) se puede expresar como ω = ( ω 1 ⋯ ω n ) \omega=(\omega_1\cdots \omega_n)Vaya=( oh1⋯Vayanorte) ;
- Y, si ω \omegannen ωSi kkaparece en n pruebas básicaskAA_ __A , entonces el reston − k nknorte−Los k experimentos básicos son todosA ‾ \overline{A}A
- El número de muestras en el espacio muestral es 2 n 2^{n}2norte
- ω y \omega_iVayayoHay dos valores, i = 1, ⋯, ni=1,\cdots,ni=1 ,⋯,n , entoncesω \omegaEl valor de ω es2 n 2^{n}2norte
- O se puede calcular así: ∑ i = 0 n ( ni ) \sum_{i=0}^{n}{\binom{n}{i}}∑yo = 0norte(inorte) =( 1 + 1 ) norte (1+1)^{n}( 1+1 )norte =2 norte 2 ^ {n}2norte
Divisiones importantes del espacio muestral.
- También podría poner kk cuando aparezca.kth AA__A 'sE n E^{n}min ensayos se registran como eventosB k B_{k}Bk,则B 0 , B 1 , ⋯ , B n B_0,B_1,\cdots,B_nB0,B1,⋯,BnorteForma E n E^{n}miUna partición de n espacio muestral.
- Raíz ω = ( ω 1 ⋯ ω n ) \omega=(\omega_1\cdots \omega_n)Vaya=( oh1⋯Vayanorte)中ω i , ω j \omega_i,\omega_jVayayo,Vayaj, yo ≠ ji\neq{j}i=j son independientes entre sí, siω = ( ω 1 ⋯ ω n ) \omega=(\omega_1\cdots \omega_n)Vaya=( oh1⋯Vayanorte) contienekkkAA_ __A ,且P ( A ) = p , P ( A ‾ ) = 1 − p = q P(A)=p,P(\overline{A})=1-p=qP ( A )=pag ,PAG (A)=1−pag=q ,mi norte mi^{n}miPunto de muestraω \omega de nLa probabilidad de que ocurra ω es
- P ( ω ) = P ( ω 1 ⋯ ω n ) = ∏ i = 1 n P ( ω i ) P(\omega)=P(\omega_1\cdots \omega_n)=\prod_{i=1}^{n }P(\omega_i)P ( ω )=P ( o1⋯Vayanorte)=∏yo = 1norteP ( oyo) =pkqn − kp^kq^{nk}pagk qnorte - k ,
Prueba de Bernoulli n veces exitosa k veces
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Si el resultado de la prueba de Bernoulli con un solo peso es AAA se considera exitoso, entoncesnnLa prueba de Bernoulli de n veces aparecekkkth AA__A se consideraexitosokkk veces, es decir,B k B_kBkocurrir
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Evento B k B_kBkEl número de puntos de muestra contenidos en es (nk) \binom{n}{k}(knorte) , la probabilidad de ocurrencia de cada punto muestral es la misma, por lo tanto:
- P ( B k ) = ( nk ) pkqn − k P(B_k)=\binom{n}{k}p^kq^{nk}PAG ( Bk)=(knorte) pag.k qnorte - k
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Puede ser Bk B_kBkmás la multiplicidad nn de su correspondiente prueba de Bernoullin , registrado comoB k ( n ) B_{k}^{(n)}Bk( n )o B k ( n = 4 ) B_k(n=4)Bk( n.=4 )
ejemplo
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利用P ( B k ) = ( nk ) pkqn − k P(B_k)=\binom{n}{k}p^kq^{nk}PAG ( Bk)=(knorte) pag.k qn − k , para calcular algunos problemas específicos
- Supongamos que en 4 experimentos repetidos independientes, la probabilidad de que el evento A ocurra al menos una vez es 0,5904
- Entonces, ¿cuál es la probabilidad de que el evento A ocurra una vez en 3 ensayos independientes?
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desatar
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B kn B_k^{n}Bknorte={El evento A aparece exactamente k veces en n ensayos independientes}
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Obviamente A aparece 0 veces en 4 experimentos repetidos independientes (correspondiente al evento B 0 4 B_0^{4}B04La probabilidad es 1 − 0,5904 = 0,4096 1-0,5904=0,40961−0.5904=0.4096
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Nota: P (A) = p P(A)=pP ( A )=pag ;
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P ( B 0 4 ) = ( 4 0 ) p 0 q 4 P(B_0^{4})=\binom{4}{0}p^{0}q^{4}PAG ( B04)=(04) pag.0q _4 =0,4096
- q 4 q^{4}q4 =2 12 × 1 0 − 4 2^{12}\times{10^{-4}}212×1 0− 4 =( 2 3 ) 4 × ( 1 0 − 1 ) 4 (2^{3})^{4}\times{(10^{-1})}^{4}( 23 )4×( 1 0− 1 )4 =0,8 4 0,8^{4}0. 84
- Resuelva para obtener q = 0,8 q=0,8q=0,8 , entoncesp = 0,2 p=0,2pag=0,2
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Entonces la probabilidad de que el evento A ocurra una vez en 3 ensayos independientes es:
- P ( B 1 3 ) P(B_1^{3})PAG ( B13) =( 3 1 ) p 1 q 2 = 3 ∗ 0.2 ∗ 0.64 = 0.384 \binom{3}{1}p^1q^2=3*0.2*0.64=0.384(13) pag.1 q2=3∗0,2∗0,64=0.384
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ejemplo
- Supongamos que las probabilidades de que A y B alcancen el objetivo son 0,8, 0,6, 0,8 y 0,6 respectivamente.0,8 ,0,6
- Si dos personas votan 3 veces cada una, el evento es AA.R : ¿Cuál es la probabilidad de que dos personas acierten el mismo número de tiros?
- El número de aciertos posibles es: kkk =0,1,2,3
- 设B i , C i B_i,C_iByo,Cyo:Respectivamente significa que A y B golpean iii个球,{ B i ; yo ∈ Yo } \set{B_i;i\in{I}}{ Byo;i∈I} ,{ C yo ; yo ∈ Yo } \set{C_i;i\in{I}}{ Cyo;i∈I} ,yo = { 1 , 2 , 3 } yo =\set{1,2,3}I={ 1 ,2 ,3} son todas las divisiones del espacio muestral
- 则A = ⋃ i = 0 3 B i C i A=\bigcup_{i=0}^{3}B_iC_iA=⋃yo = 03ByoCyo,且( B i C i ) ( B j C j ) = (B_iC_i)(B_jC_j)=( ByoCyo) ( BjCj)= ( B i B j ) ( C i C j ) (B_iB_j)(C_iC_j)( ByoBj) ( CyoCj) =∅ \conjunto vacío∅ ,yo ≠ ji\neq{j}i=j ; y porque; y porque;Y como B_i, C_i$ son independientes entre sí:
- P (A) P(A)P ( A ) =∑ i = 0 3 P ( B i C i ) \sum_{i=0}^{3}P(B_iC_i)∑yo = 03PAG ( ByoCyo) =∑ i = 0 3 P ( B i ) P ( C i ) \sum_{i=0}^{3}P(B_i)P(C_i)∑yo = 03PAG ( Byo) PAG ( Cyo) =∑ yo = 0 3 ( ( 3 yo ) 0.8 yo 0.2 3 − yo ) ( ( 3 yo ) 0.6 yo 0.4 3 − yo ) \sum_{i=0}^{3} (\binom{3}{i}0,8^{i}0,2^{3-i})(\binom{3}{i}0,6^{i}0,4^{3-i})∑yo = 03( (i3) 0, 8y 0,2_3 − yo )((i3) 0, 6y 0,4_3 − i )=0,305 0,3050.305
ejemplo
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Lanza dos dados al mismo tiempo
- Evento A={La suma de los puntos que aparecieron es 7}
- Evento B={La suma de los puntos que aparecen es 9}
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Tenga en cuenta que lanzar solo una vez no significa necesariamente A, BA, Bun ,Puede que B no suceda, es posible que tengas que tirarkkkésimo orden,AAA oBBB puede suceder
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Sea el evento C = {el evento A ocurre antes del evento B}, encuentre CC¿Cuál es la probabilidad de que ocurra C ?
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Que se lance la prueba kkLa suma de los k -ésimos puntos de observación del dado, los siguientes tres eventos incluyen todos los eventos posibles del k -ésimo lanzamiento de dados, formando una división del espacio muestral
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Ak A_kAk={A ocurre en el k-ésimo ensayo}
- P ( A k ) = 6 36 = 1 6 P(A_k)=\frac{6}{36}=\frac{1}{6}P ( Ak)=366=61
- (1,6);(2,5);(3,4);(4,3),(2,5),(6,1) un total de 6 posibilidades
- P ( A k ) = 6 36 = 1 6 P(A_k)=\frac{6}{36}=\frac{1}{6}P ( Ak)=366=61
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Bk B_kBk={B ocurre en el k-ésimo ensayo}
- P ( B k ) = 4 36 = 1 9 P(B_k)=\frac{4}{36}=\frac{1}{9}PAG ( Bk)=364=91
- (3,6);(4,5);(5,4);(6,3) Un total de 4 posibilidades
- P ( B k ) = 4 36 = 1 9 P(B_k)=\frac{4}{36}=\frac{1}{9}PAG ( Bk)=364=91
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Ck C_kCk={A y B no ocurrieron en el k-ésimo ensayo}
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Entonces C k = A k ∪ B k ‾ C_k={\overline{A_k\cup B_k} }Ck=Ak∪Bk= A k ‾ B k ‾ \overline{A_k}\;\overline{B_k}AkBk
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P ( C k ) = 1 − P ( C k ‾ ) = 1 − P ( A k ∪ B k ) P(C_k)=1-P(\overline{C_k})=1-P(A_k\cup B_k)PAG ( Ck)=1−PAG (Ck)=1−P ( Ak∪Bk) =1 − ( P ( A k ) + P ( B k ) − P ( A k B k ) ) 1-(P(A_k)+P(B_k)-P(A_kB_k))1−( P ( Ak)+PAG ( Bk)−P ( AkBk))
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Desde A k , B k A_k,B_kAk,BkMutuamente excluyentes, P ( C k ) = 1 − ( P ( A k ) + P ( B k ) ) = 13 18 P(C_k)=1-(P(A_k)+P(B_k))=\frac {13 }{18}PAG ( Ck)=1−( P ( Ak)+PAG ( Bk))=1813
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Evento CCLas ocurrencias de C se pueden enumerar como eventos de unión de los siguienteseventos mutuamente excluyentes:
- A 1 A_1A1
- C 1 A 2 C_1A_2C1A2
- C 1 C 2 A 3 C_1C_2A_3C1C2A3
- ⋯ \cdots⋯
- C 1 ⋯ C n − 1 A n C_1\cdots{C_{n-1}}A_nC1⋯Cnorte − 1Anorte
- ⋯ \cdots⋯
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显然A 1 , ⋯ , A k A_1,\cdots,A_kA1,⋯,Akson eventos independientes, su probabilidad de ocurrencia es igual, ambos son 1 6 \frac{1}{6}61
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De la misma manera, B 1 , ⋯ , B k B_1,\cdots,B_kB1,⋯,BkLa probabilidad de que ocurra es 1 9 \frac{1}{9}91; C 1 , ⋯ , C k C_1,\cdots,C_kC1,⋯,CkLa probabilidad de que ocurra es 13 18 \frac{13}{18}1813
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Y A i , B j , C k A_ {i}, B_ {j}, C_ {k}Ayo,Bj,Ck,( i , j , ki,j,kyo ,j ,k no son iguales entre sí) son independientes entre sí (es decir,iiEl resultado de la i -ésima aparición no afecta ai+1 i+1i+Resultados de la primera prueba y posteriores)
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Ak, Bk, Ck, A_k,B_k,C_k,Ak,Bk,Ck, constituye una división del espacio muestral del k-ésimo ensayo y son mutuamente excluyentes.
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令T ( k ) = ( ⋂ i = 0 k − 1 C i ) A k T(k)=\left(\bigcap\limits_{i=0}^{k-1}C_i \right)A_kT ( k )=(yo = 0⋂k - 1Cyo)Ak; k = 1 , ⋯ k=1,\cdotsk=1 ,⋯ , yC 0 = 1 C_0=1C0=1 , por ejemplo,T ( 1 ) = A 1 T(1)=A_1T ( 1 )=A1; T ( 3 ) = C 1 C 2 A 3 T(3)=C_1C_2A_3T ( 3 )=C1C2A3
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C = ⋃ k = 1 ∞ T ( k ) = ⋃ k = 1 ∞ ( ( ⋂ i = 0 k − 1 C i ) A k ) T ( i ) T ( j ) = ∅ ; i ≠ j \\C=\bigcup\limits_{k=1}^{\infin}T(k)=\bigcup\limits_{k=1}^{\infin} \left( \left( \bigcap\limits_ {i=0}^{k-1}C_i \right) A_k \right) \\T(i)T(j)=\varnothing;i\neq jC=k = 1⋃∞T ( k )=k = 1⋃∞( (yo = 0⋂k - 1Cyo)Ak)T ( i ) T ( j )=∅ ;i=j
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则P ( C ) = ∑ k = 1 ∞ P ( T ( k ) ) P(C)=\sum\limits_{k=1}^{\infin}P(T(k))PAG ( C )=k = 1∑∞P ( T ( k )) , y luego según las propiedades de eventos independientesP ( T ( k ) ) = ( ∏ i = 1 k − 1 P ( C i ) ) P ( A k ) P(T(k) )=( \prod_{i=1}^{k-1}P(C_i))P(A_k)P ( T ( k ))=( ∏yo = 1k - 1PAG ( Cyo)) PAG ( UNk) =( 13 18 ) k − 1 1 6 (\frac{13}{18})^{k-1}\frac{1}{6}(1813)k - 161
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P(C) P(C)P ( C ) =∑ k = 1 ∞ ( 13 18 ) k − 1 1 6 \sum_{k=1}^{\infin}(\frac{13}{18})^{k-1}\frac{ 1}{6}∑k = 1∞(1813)k - 161= 1 6 ∑ k = 1 ∞ ( 13 18 ) k − 1 \frac{1}{6}\sum_{k=1}^{\infin}(\frac{13}{18})^{k-1 }61∑k = 1∞(1813)k − 1 =1 6 1 1 − 13 18 \frac{1}{6}\frac{1}{1-\frac{13}{18}}611- _18131= 3 5 \frac{3}{5}53
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De hecho, en cualquier experimento, P ( A ) = 1 6 P(A)=\frac{1}{6}P ( A )=61, P ( B ) = 1 9 P(B)=\frac{1}{9}P ( B )=91;Dejemos que el evento D: AAA oBBB ocurre; luego el eventoCCC llamadoAAA precedea BBLa aparición de B es la aparición de AAen todos los casos de D.A sucede mientrasBBB no sucede
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Así P ( C ) = 1 6 1 6 + 1 9 P(C)=\frac{\frac{1}{6}}{\frac{1}{6}+\frac{1}{9}}PAG ( C )=61+9161= 3 5 \frac{3}{5}53