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概率的定义:

描述性定义:
在相同的条件下,独立重复地做 N N N次试验,当试验次数 N N N很大时,如果事件 A A A发生的频率 f N A ) f_NA) fNA)稳定地在 [ 0 , 1 ] [0,1] [0,1]内的某一个数值 p p p,而且一般来说随着试验次数的增多,这种摆动的幅度会越来越小,则称数值 p p p为事件 A A A发生的概率,记为 P A ) = p PA)=p PA)=p

公理化定义:
E E E为随机试验, Ω \Omega Ω是它的样本空间,对于 E E E的每一个事件 A A A赋予一个实数,记为 P A ) PA) PA),如果集合函数 P ⋅ ) P·) P)满足下列条件:
1)非负性:对于每一个事件 A A A P A ) ⩾ 0 PA)\geqslant 0 PA)0
2)规范性: P Ω ) = 1 P\Omega) = 1 PΩ)=1
3)可列可加性:对于两两互斥的事件 A 1 , A 2 , . . . , A i , . . . , A j , . . . , A n A_1,A_2,…,A_i,…,A_j,…,A_n A1,A2,...,Ai,...,Aj,...,An,即 A i A j = ϕ i ≠ j ) A_iA_j = \phii \neq j) AiAj=ϕi̸=j)有: P ⋃ n = 1 ∞ A n ) = ∑ n = 1 ∞ P A n ) P\bigcup_{n=1}^{\infty}A_n) = \sum_{n=1}^{\infty}PA_n) Pn=1An)=n=1PAn)则称实数 P A ) PA) PA)为事件 A A A的概率。

概率的性质:

性质1:
不可能事件 ϕ \phi ϕ的概率为0,即 P ϕ ) = 0 P\phi)=0 Pϕ)=0

性质2:
有限可加性,若 A 1 , A 2 , . . . , A i , . . . , A j , . . . , A n A_1,A_2,…,A_i,…,A_j,…,A_n A1,A2,...,Ai,...,Aj,...,An为两两互斥事件,即 A i A j = ϕ i ≠ j ) A_iA_j=\phii \neq j) AiAj=ϕi̸=j),则有 P ⋃ i = 1 n A i ) = ∑ i = 1 n P A i ) P\bigcup_{i=1}^{n}A_i) = \sum_{i=1}^{n}PA_i) Pi=1nAi)=i=1nPAi)

性质3:
A A A B B B是两个事件, P B − A ) = P B ) − P B A ) PB-A) = PB) – PBA) PBA)=PB)PBA);特别的,若 A ⊂ B A \subset B AB,则:
1) P B − A ) = P B ) − P A ) PB-A)=PB) – PA) PBA)=PB)PA),
2) P B ) ⩾ P A ) PB) \geqslant PA) PB)PA)

性质4:
对于任一事件 A A A,有 P A ) ⩽ 1 PA) \leqslant 1 PA)1

性质5:
对于任一事件 A A A,有 P A ‾ ) = 1 − P A ) P\overline A) = 1-PA) PA)=1PA)

性质6:
对于任意两个事件 A A A B B B P A ∪ B ) = P A ) + P B ) − P A B ) PA\cup B) = PA) + PB) – PAB) PAB)=PA)+PB)PAB);特别地,若 A A A B B B互斥,则有 P A ∪ B ) = P A ) + P B ) PA\cup B) = PA) + PB) PAB)=PA)+PB)
上述公式通常称为概率加法公式: P ⋃ i = 1 n A i ) = ∑ i = 1 n P A i ) − ∑ 1 ⩽ i &lt; j ⩽ n P A i A j ) + ∑ 1 ⩽ i &lt; j &lt; k ⩽ n P A i A j A k ) + . . . + − 1 ) n − 1 P A i A j . . . A n ) P\bigcup_{i=1}^{n}A_i) = \sum_{i=1}^{n}PA_i)-\sum_{1\leqslant i &lt; j \leqslant n}PA_iA_j)+\sum_{1\leqslant i &lt; j &lt;k \leqslant n}PA_iA_jA_k)+…+-1)^{n-1}PA_iA_j…A_n) Pi=1nAi)=i=1nPAi)1i<jnPAiAj)+1i<j<knPAiAjAk)+...+1)n1PAiAj...An)

重要的概率关系公式:

事件独立性:
事件相互独立,即多个事件的发生相互之间没有影响,或不提供任何信息引起其他事件的发生。若 A A A B B B两事件相互独立,则有 P A B ) = P A ) P B ) PAB)=PA)PB) PAB)=PA)PB)
德摩根定律:
两个集合的交集的补集等于它们各自补集的并集:
A B ‾ = A ‾ ∪ B ‾ \overline{AB}=\overline A \cup \overline B AB=AB两个集合的并集的补集等于它们各自补集的交集 A ∪ B ‾ = A ‾ ∩ B ‾ \overline {A \cup B}=\overline A \cap \overline B AB=AB
概率的性质三:
P A − B ) = P A ) − P A B ) PA-B) = PA) – PAB) PAB)=PA)PAB) B ⊂ A B \subset A BA,则:
P A − B ) = P A ) − P B ) PA-B)=PA) – PB) PAB)=PA)PB)
概率的性质五:
对于任一事件 A A A,有 P A ‾ ) = 1 − P A ) P\overline A) = 1-PA) PA)=1PA)
概率加法公式概率的性质六):
P A ∪ B ) = P A ) + P B ) − P A B ) PA\cup B) = PA) + PB) – PAB) PAB)=PA)+PB)PAB) A A A B B B互斥,则: P A ∪ B ) = P A ) + P B ) PA\cup B) = PA) + PB) PAB)=PA)+PB)
条件概率:
求事件 B B B已发生的条件下事件 A A A发生条件概率,即: P A ∣ B ) = P A B ) P B ) PA|B)=\frac{PAB)}{PB)} PAB)=PB)PAB)
乘法公式:
求几个事件同时发生的概率,即: P A 1 A 2 . . . A n ) = P A 1 ) P A 2 ∣ A 1 ) P A 3 ∣ A 1 A 2 ) . . . P A n ∣ A 1 . . . A n − 1 ) PA_1A_2…A_n)=PA_1)PA_2|A_1)PA_3|A_1A_2)…PA_n|A_1…A_{n-1}) PA1A2...An)=PA1)PA2A1)PA3A1A2)...PAnA1...An1)例如,若有 A A A B B B两随机事件,则 A A A B B B同时发生的概率为: P A B ) = P A ) P B ∣ A ) PAB)=PA)PB|A) PAB)=PA)PBA)
全概率公式:
某一事件 B B B发生是由各种原因 A i , i = 1 , 2 , . . . , n ) A_i,i=1,2,…,n) Ai,i=1,2,...,n)引起的,则 B B B发生的概率与 P B A i ) , i = 1 , 2 , . . . , n ) PBA_i),i=1,2,…,n) PBAi),i=1,2,...,n)有关,且等于他们的总和,即 P B ) = ∑ i = 1 n P A i ) P B ∣ A i ) PB)=\sum_{i=1}^{n}PA_i)PB|A_i) PB)=i=1nPAi)PBAi)
贝叶斯公式逆全概率公式):
当结果 B B B发生时,它是由原因 A i A_i Ai引起的可能性的大小,即要计算事件 A i A_i Ai在事件 B B B已发生的条件下的条件概率为: P A i ∣ B ) = P A i ) P B ∣ A i ) ∑ j = 1 n P A j ) P B ∣ A j ) PA_i|B)=\frac{PA_i)PB|A_i)}{\sum_{j=1}^{n}PA_j)PB|A_j)} PAiB)=j=1nPAj)PBAj)PAi)PBAi)