概率论与数理统计柴中林第1讲

1、自我简介,姓名：柴中林 职称：副教授 办公室：格致中楼524 电话：,几点提示,本课程是主干课程，有一定难度，要认真学习，不可轻视。,作业：一周交一次(周一)，交到我 办公室。两个本子轮换。 作业是打平时分的依据。注：按规定，每次只改一半作业,概率论有多种教材，但内容是相同的。 因此，不妨以我们的教材为主学习。,若想看课件，可在邮箱 下载，密码518516,概率论与数理统计 第一讲,主讲教师：柴中林副教授,中国计量学院理学院,随机现象,人们所观察到的现象大体上分成两类： 1. 确定性现象或必然现象：在某些确定的条件满足 时，某一确定的结果必然发生的现象，或根据它 的过去状态，可以预知其将来的发

2、展状态的现象。 2. 偶然性现象或随机现象：在一定条件下有多种可能结果。可以知道发生的所有结果，但发生什么结果事先无法预知。或即使知道它过去的状态，也不能肯定它将来的状 态的现象。,下列现象中哪些是随机现象？,在一个标准大气压下, 水在100时沸腾； 明天的最高温度; C. 掷一颗骰子，观察其向上点数； D. 上抛的物体一定下落； E. 一将出生婴儿体重； F. 同性电荷相斥。,随机现象的特点,对随机现象进行观察 、观测或测量，每次出现的结果是多个可能结果中的一个，“每次结果都是不可预知的”； 但“所有可能的结果是已知的”。 对随机现象进行大量重复观测后就会发现：随机现象的发生具有统计规律性。

3、,例如: 两个选手进行乒乓球比赛，一个强，一个弱。对某一次发球来讲哪位选手会得分是无法预知的（偶然性）。即对于个别发球来讲，强手会得分，弱者也会。然而若举行一场比赛，连续的打多个球后，你会发现：无论开始领先的谁，最后总是强者领先（必然性），战胜了弱者。,你能因此明白为什么在体操、跳水比赛中，总是要多个裁判给运动员打分，而在跳远、跳高比赛中，要给选手多次机会吗？,又如: 一门火炮在一定条件下进行射击，个别炮弹的弹着点可能偏离目标(有随机误差)，但多枚炮弹的弹着点就呈现出一定的规律。如：命中率等。,“天有不测风云”和“天气可以预报” 有无矛盾?, 天有不测风云指：随机现象的结果具有偶然性，有时会出

4、现很难发生（超乎我们想象）的结果； 天气可以预报指：观测者通过大量的 气象资料对天气进行预测，得到天气的变化规律。,?,想一想,概率论与数理统计的研究内容,随机现象有偶然的一面，也有必然的一面。偶然性一面表现在“对随机现象做一次观测时，观测结果具有偶然性”；必然性一面表现在“对随机现象进行大量重复观测时，观测结果有一定的规律性，即统计规律性”。 概率论与数理统计是研究和揭示随机现象统计规律性的数学分支。,概率论与数理统计有广泛应用,(1).金融、信贷、医疗保险等行业策略制定；,(2).流水线上产品质量检验与质量控制；,(3).服务性行业中服务设施及服务员配置；,(4).生物医学中病理试验与药理

5、试验；,(5).食品保质期、弹药贮存分析，电器与电 子产品寿命分析；,(6). 物矿探测、环保监测、机械仿生与考古；,1.1 基本概念,1.1.1 随机试验与事件,I. 随机试验,把对随机现象的一次观察、观测或测量称为一个随机试验(假设试验可以重复乃至人为的进行)，也简称试验，记为 E 。 注：以后所提到的试验均指随机试验。,第一章 随机事件,随机试验举例 E1: 掷一颗骰子，观察所掷的点数是几; E2: 观察某城市某个月内交通事故发生的次数; E3: 对某只灯泡做试验,观察其使用寿命; E4: 对某只灯泡做试验,观察其使用寿命是否小 于200小时。,对于随机试验，尽管在每次试验之前不能预知试

6、验结果，但试验的所有可能结果所构成的集合却是已知的。,若以i 表示 试验 Ei 的样本空间, i=1,2,3,4, 则 E1: 掷一颗骰子，观察所掷的点数是几， 1 = 1, 2, 3, 4, 5, 6；,称试验所有可能结果所构成的集合为样本空间，记为。,II. 样本空间,样本空间的元素， 即随机试验的单个结果称为样本点。,E2: 观察某城市某个月内交通事故发生次数， 2 = 0,1,2,； E3: 对某只灯泡实验，观察其使用寿命， 3 = t|t0；,E4: 对某只灯泡做实验,观察其使用寿命是否 小于200小时， 4=寿命小于200小时，寿命不小于200小时。,III.随机事件 把样本空间的

7、任意一个子集（或一些样本点的集合）称为一个随机事件，简称事件。常用大写字母 A, B, C 等表示。 特别地，如果事件只含一个试验结果(样本空间中的一个元素，即样本点)，则称该事件为基本事件；否则为复合事件。,例1：写出试验 E1的样本空间，下述集合表示什么事件？指出哪些是基本事件： 解：1=1,2,3,4,5,6. A1=1,A2=2,A6=6分别表示所掷结果为一点至六点，都是基本事件； B=2,4,6表示所掷结果为偶数点，复合事件； C=1,3,5表示所掷结果为奇数点，复合事件； D=4,5,6表示 所掷结果为四点或四点以上（大），复合事件。,(1).由于样本空间包含了所有的样本点,且 是

8、自身的一个子集。故,在每次试验中 总是发生。因此, 称为必然事件。 (2).空集不包含任何样本点，但它也是样本 空间的一个子集，由于它在每次试验中 肯定不发生，所以称为不可能事件。,注意: 只要做试验,就会产生一个结果,即样本空间中就会有一个点(样本点)出现。当结果 A 时，称事件A发生。,1.1.2 事件的关系与运算,I. 集合与事件,回忆: 做试验 E 时,若A,则称事件 A 发生。,集合A包含于集合B: 若对 A, 总有 B,则称集合A包含于集合B, 记成 AB。,事件A包含于事件B: 若事件A发生必有事件B发生，则称事件A包含于事件B, 记成AB。,若AB, 且BA, 则称事件A与B相

9、等, 记成A=B。,集合A与B的并或和：若 C, 当且仅当 A或B,则称集合 C为集合A与B的并或和,记成 AB 。,事件A与B的并或和：若事件 C发生, 当且仅当事件 A或 B发生, 则称事件C为事件A与B的并或和, 记成 AB 。,无穷可列个事件A1,A2,的并,n个事件 A1,A2,An的并,C发生就是A1,A2, An中至少一个事件发生。,C 发生就是A1,A2, 中至少一个发生。,集合A与集合B的交或积：若 C, 当且仅当 A且 B, 则称集合C为集合A与B的交或积，记成AB或AB。,事件A与B的积或交： 若事件C发生，当且仅当事件A与B同时发生,则称事件C为事件A与B的积或交，记成

10、 AB或AB。,特别地,当AB=时，称A与B为互斥事件(或互不相容事件)，简称A与B互斥。也 就是说事件A与B不 能同时发生。,例 1(续)：A1=1, A2=2, 于是 A1A2=。故A1与A2互斥；B=2,4,6, C=1,3,5, 于是 BC=，故B与C也互斥。,无穷可列个事件A1,A2,的交,n个事件A1,A2,An的交,C 发生就是A1,A2, An 都发生。,C 发生就是A1,A2, 都发生。,集合A与集合B的差： 若 C当且仅当 A且 B，则称集合C为集合A与B的差，记成 A-B。,事件A与B的差：若事件C发生当且仅当事件A发生且事件B不发生，则称事件C为事件A与B的差,记成 AB。,特别地，称-A为 A 的对立事件(或 A的逆事件、补事件)等，记成 。,例1(续)：A1=1, B =2,4,6,于是,就是 A不发生。,交换律: AB=BA，AB=BA； 结合律: A(BC)=(AB)C， A(BC)=(AB)C； 分配律: A(BC)=ABAC， A(BC)=(AB)(AC)； 对偶律:,II. 事件的运算法则(与集合运算法则相同),不是A,B中至 少有一个发生,A, B均不发生,对于多个随机事件,上述运算规则也成立,A(