概率统计公式大全复习重点汇总.pdf
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1、第一章 随机事件和概率 1排列 组 合公式)!(!nmmPnm 从 m 个人中挑出 n 个人进展排列的可能数。)!(!nmnmCnm 从 m 个人中挑出 n 个人进展组合的可能数。2加法 和 乘法原理 加法原理两种方法均能完成此事:某件事由两种方法来完成,第一种方法可由 m 种方法完成,第二种方法可由n种方法来完成,那么这件事可由 种方法来完成。乘法原理两个步骤分别不能完成这件事:mn 某件事由两个步骤来完成,第一个步骤可由 m 种方法完成,第二个步骤可由 n 种方法来完成,那么这件事可由mn 种方法来完成。3一些 常 见排列 重复排列和非重复排列有序 对立事件至少有一个 顺序问题 4随机 试
2、 验和 随 机事件 如果一个试验在一样条件下可以重复进展,而每次试验的可能结果不止一个,但在进展一次试验之前却不能断言它出现哪个结果,那么称这种试验为随机试验。试验的可能结果称为随机事件。5根 在一个试验下,不管事件有多少个,总可以从其中找出本领件、样本 空 间和事件 这样一组事件,它具有如下性质:每进展一次试验,必须发生且只能发生这一组中的一个事件;任何事件,都是由这一组中的局部事件组成的。这样一组事件中的每一个事件称为根本领件,用来表示。根本领件的全体,称为试验的样本空间,用表示。一个事件就是由中的局部点 根本领件 组成的集合。通常用大写字母A,B,C,表示事件,它们是的子集。为必然事件,
3、为不可能事件。不可能事件的概率为零,而概率为零的事件不一定是不可能事件;同理,必然事件的概率为 1,而概率为 1 的事件也不一定是必然事件。6事件 的 关系 及 运算 关系:如果事件 A 的组成局部也是事件B的组成局部,A发生必有事件B发生:BA 如果同时有BA,AB,那么称事件A及事件B等价,或称A等于B:。A、B中至少有一个发生的事件:,或者。属于A而不属于B的局部所构成的事件,称为A 及 B的差,记为,也可表示为或者BA,它表示A发生而B不发生的事件。A、B同时发生:,或者。,那么表示 A 及 B 不可能同时发生,称事件 A 及事件 B 互不相容或者互斥。根本领件是互不相容的。称为事件
4、A 的逆事件,或称 A 的对立事件,记为A。它表示 A 不发生的事件。互斥未必对立。运算:结合率:A()=()C A(BC)=(AB)C 分配率:()(AC)(BC)(AB)()()德摩根率:11iiiiAA BABA,BABA 7概率 的 公理 化 定义 设为样本空间,A为事件,对每一个事件A都有一个实数 P(A),假设满足以下三个条件:1 0P(A)1,2 P()=1 3 对于两两互不相容的事件1A,2A,有 11)(iiiiAPAP 常称为可列完全可加性。那么称 P(A)为事件A的概率。8古典概型 1 n21,,2 nPPPn1)()()(21。设任一事件A,它是由m21,组成的,那么有
5、 P(A)=)()()(21m=)()()(21mPPP nm基本事件总数所包含的基本事件数A 9几何概型 假设随机试验的结果为无限不可数并且每个结果出现的可能性均匀,同时样本空间中的每一个根本领件可以使用一个有界区域来描述,那么称此随机试验为几何概型。对任一事件 A,)()()(LALAP。其中 L 为几何度量长度、面积、体积。10 加 法 公式 P()(A)(B)()当 P()0 时,P()(A)(B)11 减 法 公式 P()(A)()当时,P()(A)(B)当时,P(B)=1-P(B)12 条 件 概率 定义 设 A、B 是两个事件,且 P(A)0,那么称)()(APABP为事件 A
6、发生条件下,事件 B 发生的条件概率,记为)/(ABP)()(APABP。条件概率是概率的一种,所有概率的性质都适合于条件概率。例如 P()=1P(B)=1()13 乘 法 公式 乘法公式:)/()()(ABPAPABP 更一般地,对事件A1,A2,假设P(A1A21)0,那么有 21(AAP)nA)|()|()(213121AAAPAAPAP21|(AAAPn)1nA。14 独立性 两个事件的独立性 设事件A、B满足)()()(BPAPABP,那么称事件A、B是相互独立的。假设事件A、B相互独立,且0)(AP,那么有)()()()()()()|(BPAPBPAPAPABPABP 假设事件A、
7、B相互独立,那么可得到A及B、A及B、A及B也都相互独立。必然事件和不可能事件 及任何事件都相互独立。及任何事件都互斥。多个事件的独立性 设是三个事件,如果满足两两独立的条件,P()(A)P(B);P()(B)P(C);P()(C)P(A)并且同时满足 P()(A)P(B)P(C)那么 A、B、C 相互独立。对于 n 个事件类似。15 全 概 公式 设事件nBBB,21满足 1nBBB,21两两互不相容,),2,1(0)(niBPi,2niiBA1,那么有)|()()|()()|()()(2211nnBAPBPBAPBPBAPBPAP。16 贝 叶 斯公式 设事件1B,2B,nB及A满足 1
8、1B,2B,nB两两互不相容,)(BiP0,i1,2,n,2 niiBA1,0)(AP,那么 njjjiiiBAPBPBAPBPABP1)/()()/()()/(,1,2,n。此公式即为贝叶斯公式。)(iBP,1i,2,n,通常叫先验概率。)/(ABPi,1i,2,n,通常称为后验概率。贝叶斯公式反映了“因果的概率规律,并作出了“由果朔因的推断。17 伯 努 利我们作了n次试验,且满足 每次试验只有两种可能结果,A发生或A不发生;n次试验是重复进展的,即A发生的概率每次均一样;概型 每次试验是独立的,即每次试验A发生及否及其他次试验A发生及否是互不影响的。这种试验称为伯努利概型,或称为n重伯努
9、利试验。用p表示每次试验A发生的概率,那么A发生的概率为qp 1,用)(kPn表示n重伯努利试验中A出现)0(nkk次的概率,knkknnqpkPC)(,nk,2,1,0。第二章 随机变量及其分布 1 离散型随机变量的分布律 设离散型随机变量X的可能取值为(1,2,)且取各个值的概率,即事件()的概率为 P(),1,2,,那么称上式为离散型随机变量X的概率分布或分布律。有时也用分布列的形式给出:,|)(2121kkkpppxxxxXPX。显然分布律应满足以下条件:10kp,,2,1k,211kkp。2 连续型随机变量的分布密度 设)(xF是随机变量X的分布函数,假设存在非负函数)(xf,对任意
10、实数x,有 xdxxfxF)()(,那么称X为连续型随机变量。)(xf称为X的概率密度函数或密度函数,简称概率密度。密度函数具有下面 4 个性质:1 0)(xf。2 1)(dxxf。3 离散及连续型随机变量的关系 dxxfdxxXxPxXP)()()(积分元dxxf)(在连续型随机变量理论中所起的作用及kkpxXP)(在离散型随机变量理论中所起的作用相类似。4 分布函数 设X为随机变量,x是任意实数,那么函数 )()(xXPxF 称为随机变量X 的分布函数,本质上是一个累积函数。)()()(aFbFbXaP 可以得到 X 落入区间,(ba的概率。分布函数)(xF表示随机变量落入区间,x内的概率
11、。分布函数具有如下性质:1 ,1)(0 xF x;2 )(xF是单调不减的函数,即21xx 时,有)(1xF)(2xF;3 0)(lim)(xFFx,1)(lim)(xFFx;4 )()0(xFxF,即)(xF是右连续的;5 )0()()(xFxFxXP。对于离散型随机变量,xxkkpxF)(;对于连续型随机变量,xdxxfxF)()(。5 八大分布 0-1 分布 P(1),P(0)二 项 分布 在n重贝努里试验中,设事件A发生的概率为p。事件A发生的次数是随机变量,设为X,那么X可能取值为n,2,1,0。knkknnqpCkPkXP)()(,其中nkppq,2,1,0,10,1,那么称随机变
12、量X服从参数为n,p的二项分布。记为),(pnBX。当1n时,kkqpkXP1)(,1.0k,这就是0-1分布,所以0-1分布是二项分布的特例。泊 松 分布 设随机变量X的分布律为 ekkXPk!)(,0,2,1,0k,那么称随机变量X服从参数为的泊松分布,记为)(X或者 P()。泊松分布为二项分布的极限分布,n。超 几 何分布),min(,2,1,0,)(nMllkCCCkXPnNknMNkM 随机变量 X 服从参数为的超几何分布,记为H()。几 何 分布,3,2,1,)(1kpqkXPk,其中 p0,1。随机变量 X 服从参数为 p 的几何分布,记为G(p)。均 匀 分布 设随机变量X的值
13、只落在a,b内,其密度函数)(xf在a,b上为常数ab 1,即 ,0,1)(abxf 其他,那么称随机变量X在a,b上服从均匀分布,记为(a,b)。分布函数为 xdxxfxF)()(当 ax1x2b 时,X 落在区间21,xx内的概率为 abxxxXxP1221)(。0,xb。ax指 数 分布 其中0,那么称随机变量 X 服从参数为的指数分布。X 的分布函数为 记住积分公式:!0ndxexxn)(xf,xe 0 x,0,)(xF,1xe 0 x,0 x0。正 态 分布 设随机变量X的密度函数为 222)(21)(xexf,x,其中、0为常数,那么称随机变量X服从参数为、的正态分布或高斯分布,记
14、为),(2NX。)(xf具有如下性质:1 )(xf的图形是关于x对称的;2 当x时,21)(f为最大值;假设),(2NX,那么X的分布函数为 。参数0、1时的正态分布称为标准正态分布,记为)1,0(NX,其密度函数记为 2221)(xex,x,分布函数为 xtdtex2221)(。)(x是不可求积函数,其函数值,已编制成表可供查用。()1-(x)且(0)21。如果X),(2N,那么X)1,0(N。1221)(xxxXxP。6 分位数 下分位表:)(XP;上分位表:)(XP。e x F x t 2 2 2)(2 1)(7 函数分布 离散型 X的分布列为 ,)(2121nnipppxxxxXPX,
15、)(XgY 的分布列)(iixgy 互不相等如下:,),(,),(),()(2121nnipppxgxgxgyYPY,假设有某些)(ixg相等,那么应将对应的ip相加作为)(ixg的概率。连续型 先利用 X 的概率密度(x)写出 Y 的分布函数(y)P(g(X)y),再利用变上下限积分的求导公式求出(y)。第三章 二维随机变量及其分布 1联合分布 离散型 如果二维随机向量X,Y的所有可能取值为至多可列个有序对,那么称为离散型随机量。设=X,Y 的 所 有 可 能 取 值 为),2,1,)(,(jiyxji,且事件=),(jiyx的概率为,称),2,1,(),(),(jipyxYXPijji 为
16、=X,Y的分布律或称为 X 和 Y 的联合分布律。联合分布有时也用下面的概率分布表来表示:Y X y1 y2 x1 p11 p12 p1j x2 p21 p22 p2j 1 ijp 这里具有下面两个性质:101,2,;2.1ijijp 连续型 对于二维随机向量),(YX,如果存在非负函数),)(,(yxyxf,使对任意一个其邻边分别平行于坐标轴的矩形区域D,即()xyx1时,有 Fx2F(x1);当 y2y1时,有 F(2)F(1);3F分别对 x 和 y 是右连续的,即);0,(),(),0(),(yxFyxFyxFyxF 4.1),(,0),(),(),(FxFyFF 5对于,2121yy
17、xx 0)()()()(11211222yxFyxFyxFyxF,.4离散 型 及连 续 型的关系 dxdyyxfdyyYydxxXxPyYxXP)()()(,5边缘分布 离散型 X 的边缘分布为),2,1,()(jipxXPPijjii;Y 的边缘分布为),2,1,()(jipyYPPijijj。连续型 X 的边缘分布密度为;dyyxfxfX),()(Y 的边缘分布密度为.),()(dxyxfyfY 6条件分布 离散型 在的条件下,Y 取值的条件分布为;iijijppxXyYP)|(在的条件下,X 取值的条件分布为,)|(jijjippyYxXP 连续型 在的条件下,X 的条件分布密度为)(
18、),()|(yfyxfyxfY;在的条件下,Y 的条件分布密度为)(),()|(xfyxfxyfX 7独立性 一般型 F()(x)(y)离散型 jiijppp 有零不独立 连续型 f()(x)(y)直接判断,充要条件:可别离变量 正概率密度区间为矩形 二 维 正态分布,121),(2222121211221)(2)1(212yyxxeyxf 0 随 机 变量 的 函数 假设 X12,1,相互独立,为连续函数,那么:hX1,X2,和 g1,相互独立。特例:假设 X 及 Y 独立,那么:hX和 gY独立。例如:假设 X 及 Y 独立,那么:31 和 52 独立。8二维 均 匀分布 设随机向量X,Y
19、的分布密度函数为 其他,0),(1),(DyxSyxfD 其中为区域 D 的面积,那么称X,Y服从 D 上的均匀分布,记为X,YUD。例如图 3.1、图 3.2 和图 3.3。y 1 D1 O 1 x y 1 O 2 x D2 9二维 正 态分布 设随机向量X,Y的分布密度函数为,121),(2222121211221)(2)1(212 yyxxeyxf 其中1|,0,0,21,21是 5 个参数,那么称X,Y服从二维正态分布,记为X,YN).,2221,21 由边缘密度的计算公式,可以推出二维正态分布的两个边缘分布仍为正态分布,即 XN).(),22,2211NY 但是假设 XN)(),22
20、,2211NY,(X,Y)未必是二维正态分布。10 函 数 分布 根据定义计算:)()()(zYXPzZPzFZ 对于连续型,(z)dxxzxf),(两个独立的正态分布的和仍为正态分布222121,。n 个相互独立的正态分布的线性组合,仍服从正态分布。iiiC,iiiC222(X12,)假设nXXX21,相互独立,其分布函数分别为)()()(21xFxFxFnxxx,那么(X12,)的分布函数为:)()()()(21maxxFxFxFxFnxxx)(1)(1)(1 1)(21minxFxFxFxFnxxx 2分布 设 n 个随机变量nXXX,21相互独立,且服从标准正态分布,可以证明它们的平方
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