【數理統計】機率統計

1、古典概型與幾何概型

1.1古典概型與幾何概型特徵

1)共同點:等可能性(每一個事件發生的機率相同)
2)區別:
  • 古典概型的樣本空間是一個有限集。
  • 幾何概型能夠是無限集,但它能夠用幾何區域來表示

1.2公式

1)古典概型:
已知基本事件個數n與事件A所包含的結果數m,而後代入公式:

即爲事件A的機率。
2)幾何概型:使用有度量(長度、面積、體積等)的幾何區域表示:

1.3求解步驟

1.3.1古典概型

1)判斷事件是否爲等可能性事件,並用字母表示所求事件;
2)利用列舉法等方法計算基本事件的個數n及事件A中包含的基本事件的個數m;
3)計算事件中A的機率

1.3.2幾何概型

1)把樣本空間和所求機率的事件用關係式表示出來,其中又分兩類:
          a、樣本空間具備明顯的幾何意義,樣本點所在的幾何區域題目中已給出
          b、樣本空間所求事件所對應的幾何區域沒有直接給出,找出它們成爲解這類幾何機率題的關鍵。方法是先引進變量,而後用代數公式表示變量間的關係,再繪圖根據幾何形狀求解。
2)在座標系中把幾何圖形畫出來
3)根據圖像按照古典概型公式求解
例:

2、條件機率與貝葉斯

2.1定義

2.1.1條件機率


2.1.2乘法公式


由此可獲得:

例:

:當A屬於B的時候,P(A)=P(AB)

2.1.3全機率公式:

1)原理:乘法公式的擴展
設是兩個事件,那麼能夠表示爲
 

顯然,,若是spa

由此可得:

2)定義:

設試驗E的樣本空間,的事件, 的一個分割, ,3d

上式被稱爲全機率公式
orm

例:htm


blog



2.1.4貝葉斯公式

設試驗的樣本空間,的事件, 的一個分割, ,事件

上式稱爲貝葉斯公式。get

證實:

2.1.5獨立事件

1)兩個事件的獨立

注:此時P(A|B)= P(A)=P(AB)/ P(B)

2)多個事件的獨立

3)n重伯努利試驗(n重獨立重複試驗)

二項式定理:
對於伯努利概型,事件A在n次試驗中發生k次的機率爲

2.2條件機率中的P(B|A)特徵(全機率公式和貝葉斯公式)

共同點:都是由條件機率和乘法公式推廣獲得的

區別:
  • 全機率公式求解的是P(B),其中A被分解爲A=A1+A2+...An的集合,由此分解P(B)=P(A1B)+P(A2B)+...P(AnB)來求解。
  • 貝葉斯公式求解的是P(Bi|A),其被稱爲後驗機率,P(A)被稱爲先驗機率。能夠這樣理解爲:致使P(A)發生的因素有不少種,B=B1+B2+...+Bn,其中由Bi致使A發生的機率就是後驗機率。它能夠用來分析各類前提因素的重要性。

3、大數定律與中心極限定理

3.1大數定理

多個隨機變量的算數平均μ漸近

3.2中心極限定理

當n充分大時,獨立同分布的隨機變量X1,X2,...,Xn,且E(Xi)=μ,D(Xi)=σ2>0,則這些隨機變量的和服從正態分佈:

這些隨機變量和的均值服從正態分佈:

4、參數估計與假設檢驗


4.1參數估計

4.1.1點估計

1)矩估計
2)最大似然數估計

4.1.2估計的評價標準

1)無偏性
2)有效性
3)相合性

4.1.2區間估計

置信水平(置信度):1-α

4.2假設檢驗

顯著水平: α,取0.05,0.01和0.1

4.3參數估計和假設檢驗的異同

4.3.1共同點

原理都是由下式正態分佈規律獲得的:


4.3.2區別

  • 參數估計認爲均值X(ba)落入在橫座標軸區間(-zα/2,zα/2的機率是1-α
由此獲得估計區間:
  • 假設檢驗認爲X(ba)落入在橫座標軸區間(0,-zα/2)和(zα/2,0)的事件屬於小几率事件,對於給定的小几率α(0<α<1)有:

拒絕域)成立,則拒絕原假設H0,接收H1,不然沒有充分的理由拒絕H0,應該承認H0。

4.3.3求解步驟

  • 參數估計:
一、選定一個軸樞量:分佈已知的z(x1,x2,...,θ)
二、肯定置信區間:P{- z α/2 < z(x1,x2,...,θ)< z α/2 }=1- α
三、化簡獲得: P{ θ1 (x1,x2,...,xn )< θ < θ1 (x1,x2,...,xn }=1- α,則 獲得參數的區間估計( θ1, θ2)
  • 假設檢驗:
一、提出原假設H0,以及備選(被擇)假設H1。(其中H0和H1是對立的)
二、設原假設成立,並以此構造一個小几率的事件,其機率值爲P= α
三、代入樣本數據判斷小几率事件是否發生,若發生則拒絕H0,承認H1。

附:排列組合公式

formula
formula
公式描述:公式中A(n,m)爲排列數公式,C(n,m)爲組合數公式。

參考資料:

一、劉安平,肖海軍等, 《機率論與數理統計》,科學出版社
二、鄭州輕工業學院機率論與數理統計講義: http://lxy.cumtb.edu.cn/gailvtongjidaoxue/gailvlunyushulitongjizhidao.htm



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