2022年概率论与数理统计复习资料要点总结 .pdf
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1、1 概率论与数理统计复习提要第一章随机事件与概率1事件的关系ABABAABBABA2运算规则(1)BAABABBA(2))()()()(BCACABCBACBA(3))()()()()(CBCACABBCACCBA(4)BAABBABA3概率)(AP满足的三条公理及性质:(1)1)(0AP(2)1)(P(3)对互不相容的事件nAAA,21,有nkknkkAPAP11)()((n可以取)(4)0)(P(5))(1)(APAP(6))()()(ABPAPBAP,若BA,则)()()(APBPABP,)()(BPAP(7))()()()(ABPBPAPBAP(8))()()()()()()()(AB
2、CPBCPACPABPCPBPAPCBAP4古典概型:基本事件有限且等可能5几何概率6条件概率(1)定义:若0)(BP,则)()()|(BPABPBAP(2)乘法公式:)|()()(BAPBPABP若nBBB,21为完备事件组,0)(iBP,则有(3)全概率公式:niiiBAPBPAP1)|()()((4)Bayes 公式:niiikkkBAPBPBAPBPABP1)|()()|()()|(7事件的独立性:BA,独立)()()(BPAPABP(注意独立性的应用)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 44 页2 第二章随机变量与
3、概率分布1 离散随机变量:取有限或可列个值,iipxXP)(满足( 1)0ip, (2)iip=1 (3)对任意RD,DxiiipDXP:)(2 连续随机变量:具有概率密度函数)(xf,满足( 1)1)(,0)(-dxxfxf;(2)badxxfbXaP)()(; (3)对任意Ra,0)(aXP3 几个常用随机变量名称与记号分布列或密度数学期望方差两点分布), 1 (pBpXP)1(,pqXP1)0(ppq二项式分布),(pnBnkqpCkXPknkkn,2, 1 ,0,)(,npnpqPoisson分布)(P,2, 1 ,0,!)(kkekXPk几何分布)( pG,2, 1,)(1kpqkX
4、Pkp12pq均匀分布),(baUbxaabxf,1)(,2ba12)(2ab指数分布)(E0,)(xexfx121正态分布),(2N222)(21)(xexf24 分布函数)()(xXPxF,具有以下性质(1)1)(,0)(FF; (2)单调非降;(3)右连续;(4))()()(aFbFbXaP,特别)(1)(aFaXP;(5)对离散随机变量,xxiiipxF:)(;(6) 对连续随机变量,xdttfxF)()(为连续函数, 且在)(xf连续点上,)()(xfxF5 正态分布的概率计算以)(x记标准正态分布) 1 , 0(N的分布函数,则有(1)5.0)0(; (2))(1)(xx; (3)
5、若),(2NX,则)()(xxF;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 44 页3 (4)以u记标准正态分布)1 ,0(N的上侧分位数,则)(1)(uuXP6 随机变量的函数)(XgY(1)离散时,求Y的值,将相同的概率相加;( 2 )X连 续 ,)(xg在X的 取 值 范 围 内 严 格 单 调 , 且 有 一 阶 连 续 导 数 , 则|)(|)()(11ygygfyfXY,若不单调,先求分布函数,再求导。第四章随机变量的数字特征1期望(1) 离散时iiipxXE)(,iiipxgXgE)()(;(2) 连续时dxxxfX
6、E)()(,dxxfxgXgE)()()(;(3) 二维时jiijjipyxgYXgE,),(),(,dydxyxfyxgYXgE),(),(),(4)CCE)(; (5))()(XCECXE;(6))()()(YEXEYXE;(7)YX ,独立时,)()()(YEXEXYE2方差(1)方差222)()()()(EXXEXEXEXD,标准差)()(XDX;(2))()(,0)(XDCXDCD;(3))()(2XDCCXD;(4)YX ,独立时,)()()(YDXDYXD3协方差(1))()()()()(),(YEXEXYEYEYXEXEYXCov;(2)),(),(),(),(YXabCovb
7、YaXCovXYCovYXCov;(3)),(),(),(2121YXCovYXCovYXXCov;(4)0),(YXCov时,称YX ,不相关,独立不相关,反之不成立,但正态时等价;(5)),(2)()()(YXCovYDXDYXD精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 44 页4 4相关系数)()(),(YXYXCovXY;有1|XY,1)(,1|baXYPbaXY5k阶原点矩)(kkXE,k阶中心矩kkXEXE)(第五章大数定律与中心极限定理1Chebyshev 不等式2)(|)(|XDXEXP或2)(1|)(|XDXEX
8、P2大数定律3中心极限定理( 1 ) 设 随 机 变 量nXXX,21独 立 同 分 布2)(,)(iiXDXE, 则),(21nnNXnii近似, 或),(121nNXnnii近似或)0,1(1NnnXnii近似,( 2) 设m是n次 独 立 重 复 试 验 中A发 生 的 次 数 ,pAP)(, 则 对 任 意x, 有)(limxxnpqnpmPn或理解为若),(pnBX,则),(npqnpNX近似第六章样本及抽样分布1总体、样本(1)简单随机样本:即独立同分布于总体的分布(注意样本分布的求法);(2)样本数字特征:样本均值niiXnX11()(XE,nXD2)() ;样本方差niiXXn
9、S122)(11(22)(SE)样本标准差niiXXnS12)(11样本k阶原点矩nikikXn11,样本k阶中心矩nikikXXn1)(12统计量:样本的函数且不包含任何未知数3三个常用分布(注意它们的密度函数形状及分位点定义)(1)2分布)(2222212nXXXn,其中nXXX,21独立同分布于标准正态分布)1 , 0(N,若)(),(2212nYnX且独立,则)(212nnYX;精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 44 页5 (2)t分布)(/ntnYXt,其中)(),1 ,0(2nYNX且独立;(3)F分布),(/
10、2121nnFnYnXF,其中)(),(2212nYnX且独立,有下面的性质),(1),(),(11221112nnFnnFnnFF4正态总体的抽样分布(1))/,(2nNX;(2))()(11222nXnii;(3))1() 1(222nSn且与X独立;(4))1(/ntnSXt;(5))2()()(21212121nntnnnnSYXt,2) 1()1(212222112nnSnSnS(6))1, 1(/2122222121nnFSSF第七章参数估计1矩估计:(1)根据参数个数求总体的矩;(2)令总体的矩等于样本的矩;(3)解方程求出矩估计2极大似然估计:(1)写出极大似然函数; (2)求
11、对数极大似然函数(3)求导数或偏导数; (4)令导数或偏导数为 0, 解出极大似然估计 (如无解回到 (1)直接求最大值, 一般为 minix或 maxix)3估计量的评选原则(1)无偏性:若)?(E,则为无偏;(2) 有效性:两个无偏估计中方差小的有效;4参数的区间估计(正态)参数条件估计函数置信区间2已知nxu/2nux2未知nsxt/)1(2nsntx2未知222)1(sn) 1() 1(,) 1() 1(2212222nsnnsn精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 44 页6 复习资料一、填空题(15 分)题型一:概
12、率分布的考察【相关公式】 (P379)分布参数分布律或概率密度数学期望( E)方差( D)( 01)分布01p1(1),0,1kkP Xkppkp(1)pp二项分布101np(1),0,1,kn knP Xkppkknnp(1)npp负二项分布101rp1(1)1,1,rkrkP Xkpprkr rrp2(1)rpp几何分布01p1(1)1,2,kPXkppk1p21pp超几何分布,()()N M aMNnN,max0,min ,MNMknkP XkNkknNMkn M为整数nMN11nMMNnNNN泊松分布0!0,1,2,keP Xkkk均匀分布ab1,axbba( )f x0,其他2ab2
13、()12ba【相关例题】1、设( , )XU a b,()2E X,1()3D Z,则求 a,b 的值。21( , ),()2,(),3()12,21231,3.XU a b E XD Xabbaabab解:根据性质:解得:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 44 页7 2、已知( ,),()0.5,()0.45Xb n pE XD X,则求 n,p 的值。0.5,(1)0.450.1.npnppp解:由题意得:解得:题型二:正态总体均值与方差的区间估计【相关公式】 (P163)2/2,1-/XnXzn为已知 由枢轴量,得到
14、的一个置信水平为的置信区间:【相关例题】1、(样本容量已知)1225( ,0.81),5,0.99XNXXXX已知总体为样本 且则 的置信度的置信区间为:/20.0250.9550.18 1.964.6472,5.35285Xzzn解:代入公式得:2、(样本容量未知)123( ,1),0.9510.88,18.92.nXNXXXX已知为样本容量 若关于的置信度的置信区间,求样本容量2227.847.843.9224.XzXzznnnnn解:由题意知:样本长度为,则有:代入数据,得:题型三:方差的性质【相关公式】 (P103)21( )0,2()(),()()3,()()( )D CCD CXC
15、 D XD XCD XCX YD XYD XD Y为常数。, 为常数。相互独立【相关例题】1、12121212(2,4),(0,9),(2).XXXUXNXXD XX已知,两变量,且相互独立求精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 44 页8 1221212(2,4),(0,9)()1(2)()4()4936123XUXbaD XXD XD X解:题型四:2t分布、分布的定义【相关公式】 (P140、P138)21232222122221(0,1),( ),/.2,(0,1),.nnXYnX YXtYnnttt nXXXXNXX
16、Xnn设且相互独立,则称随机变量服从自由度为的 分布,记为设是来自总体的样本 则称统计量服从自由度为的分布 记为【相关例题】1、2(0,1),(4),/XXYX YYn若且相互独立?(4)/XtYn答:2、302123301,0,1 ,?iiXXXXNX若变量服从则30221(30).iiX答:题型五:互不相容问题【相关公式】 (P4),ABAB若则称事件与事件是互不相容的。【相关例题】1、()0.6,().P AA BP AB若互不相容求,()( ()()( )0.6A BABP ABP A SBP AABP A解:互不相容二、选择题(15 分)题型一:方差的性质精选学习资料 - - - -
17、 - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 44 页9 【相关公式】 (见上,略)【相关例题】 (见上,略)题型二:考察统计量定义(不能含有未知量)题型三:考察概率密度函数的性质(见下,略)题型四:和、乘、除以及条件概率密度(见下,略)题型五:对区间估计的理解(P161)题型六:正态分布和的分布【相关公式】 (P105)【相关例题】(0,2),(3,9), ?XNYNXY若则(03,29)(3,11).NN答:题型七:概率密度函数的应用【相关例题】2 ,01xx设( )Xfx0,其他已知,P XaP Xaa则求 。2011212|02022aP XaP XaP
18、 Xaaxdxxaa解:由题意,得:即有:又三、解答题(70 分)题型一:古典概型:全概率公式和贝叶斯公式的应用。【相关公式】全概率公式:精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 44 页10 n1122SP()=|()|()()(|)( )=()(|) ( )(|).innESAEBAP A BP BP A BP BP A BP BP ABP B AP AP AP A B P BP A B P B12设实验的样本空间为, 为 的事件, B,B,B为 的划分,且0,则有:P? 其中有:。特别地:当 n 2时,有:贝叶斯公式:i10
19、0(1,2, ),()(|) ()(|)( )(|) ()=()(|) ( )(|)()(|) ( )(|) ()iiiiniijESAEAP BinP B AP A B P BP BAP AP A B P BP ABP A B P BP B AP AP A B P BP A B P B12n设实验的样本空间为。 为 的事件 ,B ,B,B 为S的一个划分,且 P,则有:特别地:当n 2时,有:【相关例题】1、P19 例 5 某电子设备制造厂设用的元件是有三家元件制造厂提供的,根据以往的记录有以下的数据:元件制造厂次品率提供原件的份额1 0.02 0.15 2 0.01 0.80 3 0.03
20、 0.05 设这三家工厂的产品在仓库中是均匀混合的,且无区分标志。问:(1)在仓库中随机取一只元件,求它的次品率;(2)在仓库中随机抽取一只元件,为分析此次品出自何厂,需求出此次品有三家工厂生产的概率分别是多少,试求这些概率。(见下)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 44 页11 11223311121=(1,2,3).1()(|)()(|)()(|)()0.020.150.010.800.030.050.0125(2)(|)()0.020.15(|)0.24()0.0125(|ABiiBP AP ABP BP A BP
21、 BP A BP BP A BP BP BAP AP BA解:设取到一只次品,在 厂取到产品且、B2、B3是S的一个划分。则由全概率公式有:由贝叶斯公式有:22333(|)()0.010.80)0.64()0.0125(|) ()0.030.05(|)0.12( )0.0125P A BP BP AP A BP BP BAP A答:综上可得,次品出自二厂的可能性较大。2、袋中装有m 枚正品硬币,n 枚次品硬币(次品硬币两面均有国徽),在袋中任意取一枚,将他掷 r 次,已知每次都得到国徽,问这枚硬币是正品的概率是多少?=B=rP|,1=,(),(|),(|)1.21()(|)()2|.1()(|
22、)()(|)()2rrrAA BmnP AP AP B AP B AmnmnmP ABP B A P AmnP A BmnP BP B A P AP B A P Amnmn解:设所抛掷的硬币是正品,抛掷 次都得到国徽,本题即求得:即有:3、设根据以往记录的数据分析,某船只运输的某种物品损坏的情况共有三种:损坏 2%(这一事件记为A1) ,损坏 10% (这一事件记为A2) ,损坏 90% (这一事件记为A3) ,且知 P (A1)=0.8,P(A2)=0.15,P(A3)=0.05.现在从已经运输的物品中随机取3 件,发现这三件都是好的(这一事件记为B) ,123(|),(|),(|)()P
23、AB P AB P AB试求这里物品件数很多,取出一件后不影响取后一件是否为好品的概率。(见下)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 44 页12 333123123112233333111(|)0.98 , (|)0.9 ,(|)0.1()0.8, ()0.15, ()0.05()(|) ()(|) ()(|) ()0.980.80.90.150.10.050.8624(|) ()0.983 0.8(|)0( )0.8624P B AP B AP B AP AP AP AP BP B A P AP B A P AP B A
24、 P AP B A P AP ABP B解:由题意可知:23.8731(|)0.1268(|)0.0001P ABP AB4、将 A、B、C 三个字母之一输入信道,输出为原字母的概率为,而输出其他字母的概率都是(1-) /2.今将字母串AAAA 、 BBBB 、CCCC 之一输入信道, 输入 AAAA 、 BBBB 、 CCCC的概率分别为p1、p2、p3(p1+p2+p3=1 ) ,已知输出为ABCA 。问输入AAAA的概率是多少?(设信道传输各字母的工作是相互独立的。)2233331232212231=AAAA=CCCC=ABCA|.()(|) ( )(|) ( )(|) ( )111()
25、()()2221()()(|)( )2(|)11()()()()22ABBBBBCDP A DP DP D A P AP D B P BP D C P CppppP ADP D A P AP A DP DP Dp解:设输入为, = 输入为,输入为,输出为,依题意求3231111123111()2111(31)1()()(1)222pppppapppppp题型二: 1、求概率密度、分布函数;2、正态分布1、求概率密度【相关公式】 已知分布函数求概率密度在连续点求导;已知概率密度f(x) 求分布函数抓住公式:( )1f x dx, 且对于任意实数, 有:212211()()( )xP xXxF x
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