ch1樣本空間與概率

概率模型

是對不確定現象的數學描述,建立概率模型,需要樣本空間和概率律。

樣本空間

一次試驗所有可能的結果,結果唯一且互斥。
1.對於同一次試驗來說,我們感興趣的事件可能不同,比如說,拋擲硬幣十次,可能我們關注總的正面向上的次數,也可能關注十次拋擲出現的正反面的序列。聯繫隨機變量,賦予正面、反面一個數值表示,就可以把樣本空間裏的每個試驗結果映射成爲一個數值,用隨機變量表示樣本空間裏的可能的事件。
2.在樣本空間的基礎上,利用概率律性質和一些假設,可以計算出事件發生概率。
一次試驗:可能由多次分階段試驗組成,稱作序貫模型。

概率律

確定任何實驗結果(或是結果的集合)似然程度,或事件發生的概率(大量重複試驗,事件發生頻率)。
利用概率公理和對試驗結果出現的假設,可以確定相應的概率律。
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條件概率

在給定信息下,對試驗結果的一種推斷:已知一次試驗的樣本空間和概率律,希望求解在給定事件發生下,某一個事件發生的概率。
給定事件發生:更改樣本空間,在新的字樣本空間下保持原有試驗結果發生的佔比。
條件概率的概率律符合概率公理(3條),即非負性、可加性、歸一性。
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條件概率應用-- 乘法規則

對於序貫模型,利用條件概率,可計算概率律。
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對於序貫模型,關心的事件往往處於葉子結點,並且認爲葉節點前的事件是後面事件發生的條件。將P(AUBUCUD…)認爲A先發生,B再A的基礎上發生,C在A和B的基礎上再發生(次序關係)。
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藉由序貫模型和條件概率的表達方式,推導出乘法規則。
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全概率定理與貝葉斯準則:

全概率定理

聯想韋恩圖,可得到第一步,結合乘法規則,可得到第二步(適合直接求解B的概率難,但是條件概率易於得知):
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全概率定理和乘法規則比較
有些問題,可以用乘法規則,也可以用全概率定理求解,但是乘法規則對應的序貫樹形圖較爲繁瑣,不如遞歸求解全概率定理來得快。

貝葉斯準則

全概率準則通常和貝葉斯準則在一起的,將P(A|B)與P(B|A)間的關係聯繫起來了!
A代表條件,B代表結果,結果發生可能是由多個原因導致,現在希望求得事件發生情況下,各個原因導致事件發生的概率。P(A|B)後驗概率,P(A)先驗概率。
推導利用條件概率:
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條件獨立

已知信息發生並不會爲當前時間概率的求解帶來任何有用信息!
在這裏插入圖片描述在這裏插入圖片描述
推廣到條件概率(條件概率滿足概率律),也有類似的獨立性表達:
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條件獨立應用

獨立試驗序列:一次試驗由多個獨立且相同的小試驗組成
伯努利試驗序列:小試驗僅有兩個可能結果
拋擲硬幣n次,計算有k次正面向上的概率(伯努利試驗序列)
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二項係數(組合數),二項概率:
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計數法

在求解離散概率律,以及應用全概率準則,都涉及到計數問題。

計數準則基於分階段計數:

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n取k排列

n個元素中取k個元素的序列數:
看作k個階段:這裏需要注意序列數(獲取的新序列元素之間有次序)
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n取k組合

n個元素中取k個元素的集合數:
組合數等於序列數除以k個元素的排列數
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分割

將整個集合分割爲r個子集,每個子集元素個數分別是ni ,有多少種分法?相當於是r個階段,基於計數準則
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summary:
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