2--理论分布和抽样分布.pptx
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1、 n教学基本要求:教学基本要求:n了解几种主要的理论分布和概率分布类型;理解小概了解几种主要的理论分布和概率分布类型;理解小概率事件实际不可能性原理、率事件实际不可能性原理、 样本平均数的抽样分布概样本平均数的抽样分布概念、念、t分布的概念;掌握正态分布标准化的方法以及正分布的概念;掌握正态分布标准化的方法以及正态分布概率的计算。态分布概率的计算。n教学重点难点:教学重点难点:n重点:小概率事件实际不可能性原理的概念,正态分重点:小概率事件实际不可能性原理的概念,正态分布标准化的概念和方法及正态分布的概率计算方法。布标准化的概念和方法及正态分布的概率计算方法。n难点:正态分布标准化。难点:正态
2、分布标准化。n教学建议:教学建议:n先复习概率论中有关内容先复习概率论中有关内容1 n2.1 概率的统计学意义概率的统计学意义n2.2 小概率事件实际不可能性原理小概率事件实际不可能性原理n2.3 理论分布理论分布n2.4 抽样分布抽样分布n2.5 t分布分布2n为了便于理解统计分析的基本原理,正确掌握和应用为了便于理解统计分析的基本原理,正确掌握和应用以后各章所介绍的统计分析方法,在上章样本分布及以后各章所介绍的统计分析方法,在上章样本分布及其特征的基础上本章将讨论总体的分布及其特征。其特征的基础上本章将讨论总体的分布及其特征。n本章在介绍概率论中最基本的两个概念本章在介绍概率论中最基本的两
3、个概念事件、概事件、概率的基础上,重点介绍生物科学研究中常用的几种随率的基础上,重点介绍生物科学研究中常用的几种随机变量的概率分布:间断性变数总体的理论分布:机变量的概率分布:间断性变数总体的理论分布:二二项分布、泊松分布项分布、泊松分布;连续性变数总体的理论分布,即;连续性变数总体的理论分布,即正态分布正态分布; 从这两类理论分布中抽出的样本统计数的从这两类理论分布中抽出的样本统计数的分布,即分布,即抽样分布和抽样分布和t分布分布。3n一、事一、事 件件n1. 必然现象与随机现象必然现象与随机现象n在自然界与生产实践和科学试验中,人们会观察到各种在自然界与生产实践和科学试验中,人们会观察到各
4、种各样的现象,归纳起来大体上分为两大类:各样的现象,归纳起来大体上分为两大类:n必然现象:必然现象:在保持条件不变的情况下,重复进行试验,在保持条件不变的情况下,重复进行试验,其结果总是确定的,必然发生(或必然不发生),可预其结果总是确定的,必然发生(或必然不发生),可预言其结果。言其结果。n随机现象:随机现象:在保持条件不变的情况下,重复进行试验,在保持条件不变的情况下,重复进行试验,其结果未必相同,不可预言其结果。这类现象在个别试其结果未必相同,不可预言其结果。这类现象在个别试验中其结果呈现偶然性、不确定性现象。验中其结果呈现偶然性、不确定性现象。4n随机现象有如下特点:随机现象有如下特点
5、:n在一定的条件实现时,有多种可能的结果在一定的条件实现时,有多种可能的结果发生,事前人们不能预言将出现哪种结果;发生,事前人们不能预言将出现哪种结果;对一次或少数几次观察或试验而言,其结对一次或少数几次观察或试验而言,其结果呈现果呈现偶然性、不确定性偶然性、不确定性;n但在相同条件下进行大量重复试验时,其但在相同条件下进行大量重复试验时,其试验结果却呈现出某种固有的特定的规律试验结果却呈现出某种固有的特定的规律性性频率的稳定性频率的稳定性,通常称之为随机现,通常称之为随机现象的统计规律性。象的统计规律性。5n2. 随机试验与随机事件随机试验与随机事件n随机试验随机试验 通常我们把根据某一研究
6、目的通常我们把根据某一研究目的 , 在一定条件在一定条件下对自然现象所进行的观察或试验统称为下对自然现象所进行的观察或试验统称为试验试验。 而一个而一个试验如果满足下述三个特性,试验如果满足下述三个特性, 则称其为一个则称其为一个 随机试验随机试验:n随机现象有如下特点:随机现象有如下特点:n(1)试验可以在相同条件下多次重复进行;)试验可以在相同条件下多次重复进行;n(2)每次试验的可能结果不止一个)每次试验的可能结果不止一个 ,并且事先知道会,并且事先知道会有哪些可能的结果;有哪些可能的结果; n(3)每次试验总是恰好出现这些可能结果中的一个,但)每次试验总是恰好出现这些可能结果中的一个,
7、但在一次试验之前不能肯定这次试验会出现哪一个结果。在一次试验之前不能肯定这次试验会出现哪一个结果。n 例如在一定孵化条件下,孵化例如在一定孵化条件下,孵化6枚种蛋,观察其出雏枚种蛋,观察其出雏情况情况 ,具有随机试验的三个特征。,具有随机试验的三个特征。6n2. 随机试验与随机事件随机试验与随机事件n随机事件随机事件 n 随机试验的每一种可能结果,在一定条件下可能发随机试验的每一种可能结果,在一定条件下可能发 生,也可能不发生,称为生,也可能不发生,称为随机事件随机事件,简称事件。,简称事件。n(1)基本事件)基本事件 把不能再分的事件称为把不能再分的事件称为基本事件基本事件。n例如,在编号为
8、例如,在编号为1、2、3、10 的十头猪中随机抽取的十头猪中随机抽取1头,有头,有10种不同的可能结果:种不同的可能结果:“ 取得一个编号是取得一个编号是1”、,这,这10个事件都是不可能再分的事件。个事件都是不可能再分的事件。n 由若干个基本事件组合而成的事件称为由若干个基本事件组合而成的事件称为 复合事件复合事件 。如如 “取得一个编号是取得一个编号是2的倍数的倍数”是一个复合事件,它由是一个复合事件,它由 5个基本事件组合而成。个基本事件组合而成。 7n2. 随机试验与随机事件随机试验与随机事件n随机事件随机事件 n(2)必然事件)必然事件 把在一定条件下必然会发生的事件称为把在一定条件
9、下必然会发生的事件称为必然事件必然事件。 例如,在严格按妊娠期母猪饲养管理的要求例如,在严格按妊娠期母猪饲养管理的要求饲养的条件下,妊娠正常的母猪经饲养的条件下,妊娠正常的母猪经114天左右产仔,就天左右产仔,就是一个必然事件。是一个必然事件。n(3)不可能事件)不可能事件 把在一定条件下不可能发生的事件称把在一定条件下不可能发生的事件称为为不可能事件不可能事件。 例如,在满足一定孵化条件下,从石头例如,在满足一定孵化条件下,从石头孵化出雏鸡,就是一个不可能事件。孵化出雏鸡,就是一个不可能事件。n 必然事件与不可能事件实际上是确定性现象,即它们必然事件与不可能事件实际上是确定性现象,即它们不是
10、随机事件,不是随机事件, 但是为了方便起见,我们把它们看作为但是为了方便起见,我们把它们看作为两个特殊的随机事件。两个特殊的随机事件。 8n二二 、 概概 率率n(一)概率的统计定义(一)概率的统计定义 n 研究随机试验,仅知道可能发生哪些随机事研究随机试验,仅知道可能发生哪些随机事件是不够的,还需了解各种随机事件发生的可能件是不够的,还需了解各种随机事件发生的可能性大小,以揭示这些事件的内在的统计规律性,性大小,以揭示这些事件的内在的统计规律性,从而指导实践。这就要求有一个能够从而指导实践。这就要求有一个能够刻划事件发刻划事件发生可能性大小的数量指标生可能性大小的数量指标,这指标应该是事件本
11、,这指标应该是事件本身所固有的,且不随人的主观意志而改变,人们身所固有的,且不随人的主观意志而改变,人们称之为概率称之为概率(probability)。事件)。事件A的概率记为的概率记为P(A)。)。9n事件发生的可能性事件发生的可能性(概率概率)是在大量的实验中观察是在大量的实验中观察得到的,例如棉田发生盲椿象为害的情况,并不得到的,例如棉田发生盲椿象为害的情况,并不是所有的棉株都受害,随着观察的次数增多,我是所有的棉株都受害,随着观察的次数增多,我们对棉株受害可能性程度大小的把握越准确、越们对棉株受害可能性程度大小的把握越准确、越稳定,棉株受害为随机事件。稳定,棉株受害为随机事件。n下表为
12、一个调查结果:下表为一个调查结果: 10n从棉株受害情况调查结果看,频率在从棉株受害情况调查结果看,频率在n取不同的取不同的值时,尽管调查田块是相同的,频率值时,尽管调查田块是相同的,频率p却不同,却不同,只有在只有在n很大时频率才比较稳定一致。因而,调很大时频率才比较稳定一致。因而,调查株数查株数n较多时的稳定频率才能较好地代表棉株较多时的稳定频率才能较好地代表棉株受害的可能性。受害的可能性。n统计学上把统计学上把通过大量实验而估计的概率称为实验通过大量实验而估计的概率称为实验概率或统计概率概率或统计概率,用,用n较大时稳定的较大时稳定的p近似代表概近似代表概率,称为随机事件率,称为随机事件
13、A的概率:的概率:nP(A)=pm/n (n)n此处此处P代表概率,代表概率, P (A)代表事件代表事件A的概率。的概率。11n然而,正如此试验中出现的情况,尽管频然而,正如此试验中出现的情况,尽管频率比较稳定,但仍有较小的数值波动,说率比较稳定,但仍有较小的数值波动,说明观察的频率只是对棉株受害这个事件的明观察的频率只是对棉株受害这个事件的概率的估计。概率的估计。12n(二)概率的古典定义(二)概率的古典定义 n 对于某些随机事件,用不着进行多次重复试对于某些随机事件,用不着进行多次重复试验来确定其概率,而是根据随机事件本身的特性验来确定其概率,而是根据随机事件本身的特性直接计算其概率。直
14、接计算其概率。n 有很多随机试验具有以下特征:有很多随机试验具有以下特征:n 1、试验的所有可能结果、试验的所有可能结果(基本事件数基本事件数)只有有只有有限个;限个;n 2、各个试验的可能结果出现的可能性相等,、各个试验的可能结果出现的可能性相等,即所有基本事件的发生是等可能的;即所有基本事件的发生是等可能的;n 3、试验的所有可能结果两两互不相容。、试验的所有可能结果两两互不相容。n具有上述特征的随机试验,称为具有上述特征的随机试验,称为古典概型古典概型。13n对于古典概型,概率的定义如下:对于古典概型,概率的定义如下:n 设样本空间由设样本空间由 n 个等可能的基本事件个等可能的基本事件
15、所构成,其中事件所构成,其中事件A包含有包含有m个基本事件,个基本事件,则事件则事件A的概率为的概率为m/n,即,即n P(A)=m/nn这样定义的概率称为这样定义的概率称为古典概率古典概率。14n例如,在有两个孩子的家庭中,孩子性别例如,在有两个孩子的家庭中,孩子性别的组成有四种类型。即:男男、男女、女的组成有四种类型。即:男男、男女、女男、女女。它们是四个基本事件,而且是男、女女。它们是四个基本事件,而且是互不相容且等可能的,那么两个男孩的事互不相容且等可能的,那么两个男孩的事件件A1为四个基本事件为四个基本事件(n)中的一个中的一个(m) ,A1的概率的概率nP(A1)=1/4 = 0.
16、 25n第一个是男孩的事件第一个是男孩的事件A2,包括男男,男女,包括男男,男女两个基本事件。两个基本事件。 A2的概率的概率nP(A2)=2/4 = 0. 5015n概率的古典定义是在概率论发展史上早期概率的古典定义是在概率论发展史上早期提出来的,它存在严重缺点。提出来的,它存在严重缺点。n首先,它要求各基本事件是等可能的,即首先,它要求各基本事件是等可能的,即等概率的。在尚未给出概率的定义之前,等概率的。在尚未给出概率的定义之前,利用概率的概念定义概率是不可取的。利用概率的概念定义概率是不可取的。n其次,它存在很大的局限性,只适用于基其次,它存在很大的局限性,只适用于基本事件数是有限的一类
17、试验,对于基本事本事件数是有限的一类试验,对于基本事件数是无限的一类就无能为力了。件数是无限的一类就无能为力了。n虽然如此,在实际应用中,它还是被广泛虽然如此,在实际应用中,它还是被广泛地使用。地使用。 16n例例 在在N头奶牛中,有头奶牛中,有M头曾有流产史,从头曾有流产史,从这群奶牛中任意抽出这群奶牛中任意抽出n头奶牛,试求头奶牛,试求:n(1)其中恰有其中恰有m头有流产史奶牛的概率是多头有流产史奶牛的概率是多少?少?n(2)若若N=30,M =8,n =10,m =2,其概率是多少?其概率是多少?17n我们把从有我们把从有M头奶牛曾有流产史的头奶牛曾有流产史的N头奶牛中任头奶牛中任意抽出
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