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概率论与数理统计概率历史的介绍

概率论与数理统计概率历史的介绍
概率论与数理统计概率历史的介绍

一、概率定义的发展与分析

1.古典定义的历史脉络

古典定义中的“古典”表明了这种定义起源的古老,它源于赌博.博弈的形式多种多样,但是它们的前提是“公平”,即“机会均等”,而这正是古典定义适用的重要条件:同等可能.16世纪意大利数学家和赌博家卡尔丹(1501—1576)所说的“诚实的骰子”,即道明了这一点.在卡尔丹以后约三百年的时间里,帕斯卡、费马、伯努利等数学家都在古典概率的计算、公式推导和扩大应用等方面做了重要的工作.直到1812年,法国数学家拉普拉斯(1749—1827)在《概率的分析理论》中给出概率的古典定义:事件A的概率等于一次试验中有利于事件A的可能结果数与该事件中所有可能结果数之比.

2.古典定义的简单分析

古典定义通过简单明了的方式定义了事件的概率,并给出了简单可行的算法.它适用的条件有二:(1)可能结果总数有限;(2)每个结果的出现有同等可能.其中第(2)条尤其重要,它是古典概率思想产生的前提.

如何在更多和更复杂的情况下,体现出“同等可能”?伯努利家族成员做了这项工作,他们将排列组合的理论运用到了古典概率中.用排列(组合)体现同等可能的要求,就是将总数为P(n,r)的各种排列(或总数为C(n,r)的各种组合)看成是等可能的,通常用“随意取”来表达这个意思.即使如此,古典定义的方法能应用的范围仍然很窄,

而且还有数学上的问题.

“应用性的狭窄性”促使雅各布?伯努利(1654—1705)“寻找另一条途径找到所期待的结果”,这就是他在研究古典概率时的另一重要成果:伯努利大数定律.这条定律告诉我们“频率具有稳定性”,所以可以“用频率估计概率”,而这也为以后概率的统计定义奠定了思想基础.“古典定义数学上的问题”在贝特朗(1822—1900)悖论中表现得淋漓尽致,它揭示出定义存在的矛盾与含糊之处,这导致了拉普拉斯的古典定义受到猛烈批评.

3.统计定义的历史脉络

概率的古典定义虽然简单直观,但是适用范围有限.正如雅各布?伯努利所说:“……这种方法仅适用于极罕见的现象.”因此,他通过观察来确定结果数目的比例,并且认为“即使是没受过教育和训练的人,凭天生的直觉,也会清楚地知道,可利用的有关观测的次数越多,发生错误的风险就越小”.虽然原理简单,但是其科学证明并不简单,在古典概型下,伯努利证实了这一点,即“当试验次数愈来愈大时,频率接近概率”.

事实上,这不仅对于古典概型适用,人们确信“从现实中观察的频率稳定性”的事实是一个普遍规律.1919年,德国数学家冯?米塞斯(1883—1953)在《概率论基础研究》一书中提出了概率的统计定义:在做大量重复试验时,随着试验次数的增加,某个事件出现的频率总是在一个固定数值的附近摆动,显示出一定的稳定性,把这个固定的数值定义为这一事件的概率.

虽然统计定义不能像古典定义那样确切地算出概率,但是却给出了一个估计概率的方法.而且,它不再需要“等可能”的条件,因此,从应用的角度来讲,它的适用范围更广.但是从数学理论上讲,统计定义是有问题的.

在古典概率的场合,事件概率有一个不依赖于频率的定义——它根本不用诉诸于试验,这样才有一个频率与概率是否接近的问题,其研究导致伯努利大数定律.在统计定义的场合这是一个悖论:你如不从承认大数定律出发,概率就无法定义,因而谈不上频率与概率接近的问题;但是你如承认大数定律,以便可以定义概率,那大数定律就是你的前提,而不是一再需要证明的论断了.

5.公理化定义的历史脉络

正因为古典定义和统计定义数学理论上的这样或那样的问题,所以到了19世纪,无论是概率论的实际应用还是其自身发展,都要求对概率论的逻辑基础作出更加严格的考察.

1900年,38岁的希尔伯特(1862—1943)在世界数学家大会上提出了建立概率公理系统的问题,这就是著名的希尔伯特23个问题中的第6个问题.这引导了一批数学家投入这方面的工作.在概率公理化的研究道路上,前苏联数学家柯尔莫哥洛夫(1903—1987)成绩最为卓著,1933年,他在《概率论基础》中运用集合论和测度论表示概率论的方法赋予了概率论严密性.

为什么直到20世纪才实现了概率论的公理化,这是因为20世纪初才完成了勒贝格测度与积分理论以及抽象测度与积分理论,而这都是概率论公理化体系建立的基础.

柯尔莫哥洛夫借助实变函数论和测度论来定义概率概念,形成了概率论的公理化体系,他的公理体系既概括了古典定义、统计定义的基本特性,又避免了各自的局限.例如,公理中有一条,是把事件概率的存在作为一个不要证明的事实接受下来,在这个前提下,大数定律就成为一个需要证明且可以得到证明的论断,这就避免了“4”中统计定义的数学理论上的问题;而公理中关于“概率存在”的规定又有其实际背景,这就是概率的古典定义和统计定义.所以,我们说,概率论公理体系的出现,是概率论发展史上的一个里程碑,至此,概率论才真正成为了严格的数学分支.

二、关于概率定义教学的几点思考

对于概率的定义,教科书是先给出古典定义,然后再给出统计定义.这与历史上概率定义的发展相吻合,从“简单到复杂”.在教学中,我们不仅要明了这种顺序的设计意图,而且还要抓住不同定义的特点和思想,以引导学生更好地理解概率.

1.古典定义的教学定位

在前面的分析中,我们说“等可能”是古典概率非常重要的一个特征,它是古典概率思想产生的前提.正是因为“等可能”,所以才会有了“比率”.因此,“等可能性”和“比率”是古典定义教学中的两个落脚点.

“等可能”是无法确切证明的,往往是一种感觉,但是这种感觉是有其实际背景的,例如,掷一枚硬币,“呈正面”“呈反面”是等可能的,因为它质地均匀;而掷一枚图钉,“钉帽着地”“顶针着地”不是等可能的,因为图钉本身给我们的感觉就是帽重钉轻.因此,“等可能”并不要多么严密的物理上或化学上的分析,只需要通过例子感知一下“等可能”和“不等可能”即可,以便让学生明白古典定义的适用对象须具备的条件.

2.统计定义的教学定位

从直观上讲,统计定义是非常容易接受的,但是它的内涵是非常深刻的,涉及到大数定律.在初中阶段,我们不可能让学生接触其严格的形式和证明.因此,统计定义定位在其合理性和必要性是比较恰当的.

如何让学生体会其合理性和必要性?罗老师的课堂教学比较好地实现了这两点.从教学顺序来看,罗老师将“掷硬币”作为归纳统计定义的例子,“掷硬币”可以用古典定义求概率,所以概率值是明确的,而通过试验的方法计算得到的频率就可以和这个明确的概率值相比较,如此更容易让学生体会到“频率具有稳定性”这一事实,从而感受到“用频率估计概率”的合理性;罗老师将“掷图钉”作为统计定义的应用,“掷图钉”不能用古典定义求概率,由此能让学生体会到学习统计定义计算事件概率的必要性.从教学手段来看,罗老师主要采用了“学生试验”的方法,学生的亲自试验在这节课所起的作用是无可代替的:“亲自试验”获得的结果能够给学生以真实感和确切感;

“亲自试验”能够让学生感受到频率的随机性和稳定性等特点.所以,像概率与统计的学习,学生应该有更多的主动权和试验权,在动手和动脑中感受概率与统计的思想和方法.

3. 概率与统计教学的背后:专业素养的提升

在课题研讨时,教师们表现出这样一些困惑:随着试验次数的增加,频率就越来越稳定?频率估计概率,一定要大量试验?实验次数多少合适?事实上,这些问题涉及的就是概率与统计的专业素养.对于大多数教师而言,概率与统计相对而言比较陌生,这是很自然的,因为在教师自身接受的数学专业学习中,概率与统计就是一个弱项.但是,既然要向学生教授概率与统计,那么还是需要有“一桶水”的.就像上面的问题,翻阅任何一本《概率论与数理统计》,都可以给我们知识上的答案,而翻阅一下相关的科普读物或史料,就可以给我们思想方法上的答案.

举个例子:

伯努利大数定律:设m是n重伯努利试验中事件A出现的次数,又A在每次试验中出现的概率为p(),则对任意的,有.狄莫弗-拉普拉斯极限定理:设m是n重伯努利试验中事件A出现的次数,又A 在每次试验中出现的概率为p(),则.

伯努利大数定律只是告诉我们,当n趋于无穷时,频率依概率收敛于概率p.伯努利的想法是:只要n充分大,那么频率估计概率的误差就可以如所希望的

小.值得赞赏的是,他利用了“依概率收敛”而不是更直观的p,因为频率是随

着试验结果变化的,在n次试验中,事件A出现n次也是有可能的,此时p就不成立了.

伯努利不仅证明了上述大数定律,而且还想知道:若想要把一个概率通过频率而确定到一定的精确度,要做多少次观察才行.这时,伯努利大数定律无能为力,但是狄莫弗-拉普拉斯极限定理给出了解答:

.(*)

例如研究课中掷硬币的问题,若要保证有95%的把握使正面向上的频率与其概率0.5之差落在0.1的范围内,那要抛掷多少次?根据(*)式,可以估计出.

三、概率论发展简史

概率论有悠久的历史,它的起源与博弈问题有关。可追溯到15世纪末至16世纪中期,意大利的一些学者开始研究掷骰子等赌博中的一些简单问题,例如比较掷两个骰子出现总点数为9或10的可能性大小。

1494年,意大利数学家巴乔利(L.Pacioli,1445-1517),在其著作《算术、几何

及比例性质摘要》中记载:A,B两人进行一场公平赌博,约定先赢得s=6局者获胜。而在A胜局且B胜局时中断。巴乔利认为该赌博最多需要进行2(s-1)+1=11局,因而赌金分配方案应为与之比,即的比例来分配赌本.

1539年,卡尔达诺(G.Cardano,1501-1576),通过实例指出巴乔利的分配方案是错误的,指出这样不考虑赌徒可能再赢得局数的算法是错误的。他认为,对于A有利的情形是:若再赌1场则A胜;若再赌2场,则B先胜A后胜;若再赌3场,则B 先胜2场而A胜最后1场;若再赌4场,则B先胜3场而A胜最后1场。只有在赌4场B全胜时才对B有利。于是得出应按(1+2+3+4)/1来分赌本。他也没有找到正确的解法。

1556年,塔塔利亚(Niccolo Fontana,1499-1557,绰号Tartaglia)也批评了巴乔利的解法,并甚至怀疑能找到数学解答的可能性。“类似问题应属于法律而非数学,故无论如何分配都有理由上诉。”不过,他也提出一种解法(略)

17世纪中叶,法国数学家帕斯卡、费马及荷兰数学家惠更斯基于排列组合的方法研究了一些较复杂的赌博问题,他们解决了“合理分配赌注问题”(即“得分问题”,)、“输光问题”等等。

1654年,法国一位名叫梅累的狂热赌徒向帕斯卡提出一个困扰他很久的问题:“两个赌徒相约赌若干局,谁先赢s局就算是谁赢。可是当一个赌徒A赢a局(a<s),而另一个赌徒B赢b局(b<s)时,赌博因故终止了,问赌本应如何分配?”帕斯卡将这个问题和他的解法寄给费尔马,这是1654年7月29日电事情。

帕斯卡在信中先以特例说明了其对问题的解法。A、B都拿12枚金币,5局3胜。

(1)A已赢2局,B赢1局。再赌1局,若A胜,则拿走24枚金币;若B 胜,则他们各自取回12枚金币,因此,A所得金币应为24/2+12/2=18

枚,B 应为0/2+12/2=6枚。

(2) A 已赢2局,B 赢0局。再赌1局,若A 胜,则拿走24枚金币;若B

胜,则结果同(1)他们各自取回12枚金币,因此,A 所得金币应为

24/2+18/2=21枚,B 应为0/2+6/2=3枚。

(3)

费尔马从不同的理由出发也给出正确的解法。其方法不是直接计算赌徒赢局的概率,而是计算期望的赢值。

(4) 费尔马认为,两赌徒离全胜所差局数分别为s-a 局,s-b 局,则最多再进

行2s-a-b+1局即可定胜负。所以再赌2局,共有4种情况:MM ,MP ,

PM ,PP ;前3种情况都是梅累先胜3局,只有第4种情况保罗先胜3

局,所以梅累所得金币应为24*3/4=18枚,保罗应为24*1/4=6枚。

1657年荷兰数学家惠更斯是从与帕斯卡差不多的理由出发解决了这一问题:如果某人在u+v 个等概率的场合中有u 个场合可赢得α,而有v 个场合可赢得β,则他所期望的收入可用(u α+v β)/(u+v)来估计,从而导致了现今称之为数学期望的概念(惠更斯在1657年出版的《论赌博中的计算》一书,成为概率论的早期著作,首次明确提出数学期望的概念)。

使概率论成为数学的一个分支的真正奠基人则是瑞士数学家雅各布第一·伯努利,他考虑了掷n 个骰子时所得点数总和等于m 的可能性问题,指出这种场合的数目等于

n X X X X X X )(65432+++++的展开式中m X 这一项的系数,开了母函数方法的先河。他建立了概率论中第一个极限定理,即伯努利大数律;该定理断言:设事件A 的概率P (A )=p (0

从而m/n为事件A出现的频率,

则当n→∞时,式中ε为任一正实数。

这一结果发表于他死后8年(1713)出版的遗着《推测术》(Ars conjectandi)中。这里所说的事件的概率,应理解为事件发生的机会的一个测度,即公理化概率测度(详见后)。1716年前后,A。棣莫弗对p=1/2情形,用他导出的关于n!的渐近公式(即所谓斯特林公式)进一步证明了渐近地服从正态分布(德国数学家C。F。高斯于1809年研究测量误差理论时重新导出正态分布,所以也称为高斯分布)。棣莫弗的这一结果后来被法国数学家P。-S。拉普拉斯推广到一般的p(0

继拉普拉斯以后,概率论的中心研究课题是推广和改进伯努利大数律及棣莫弗-拉普拉斯极限定理。在这方面,俄国数学家∏。Л。切比雪夫迈出了决定性的一步,1866年他用他所创立的切比雪夫不等式建立了有关独立随机变量序列的大数律。次年,又建立了有关各阶绝对矩一致有界的独立随机变量序列的中心极限定理;但其证明不严格,后来由Α。Α。马尔可夫于1898年补证。1901年Α。М。李亚普诺夫利用特征函数方法,对一类相当广泛的独立随机变量序列,证明了中心极限定理。他还利用这一定理第一次科学地解释了为什么实际中遇到的许多随机变量近似服从正态分布。

继李亚普诺夫之后,Α。Я。辛钦、Α。Η。柯尔莫哥洛夫、P。莱维及W。费勒等人在随机变量序列的极限理论方面作出了重要贡献。

到20世纪30年代,有关独立随机变量序列的极限理论已臻完备。在此期间,由于实际问题的需要,特别是受物理学的刺激,人们开始研究随机过程。

1905年A。爱因斯坦和R。斯莫卢霍夫斯基各自独立地研究了布朗运动。他们用不同的概率模型求得了运动质点的转移密度。但直到1923年,N。维纳才利用三角级数首次给出了布朗运动的严格数学定义,并证明了布朗运动轨道的连续性。1907年马尔可夫在研究相依随机变量序列时,提出了现今称之为马尔可夫链(见马尔可夫过程)的概念;而马尔可夫过程的理论基础则由柯尔莫哥洛夫在1931年所奠定。稍后一些时候,辛钦研究了平稳过程的相关理论(1934)。所有这些关于随机过程的研究,都是基于分析方法,即将概率问题化为微分方程或泛函分析等问题来解决。从1938年开始,莱维系统深入地研究了布朗运动,取得了一系列重要成果,他充分利用概率的直觉性,将逻辑与直觉结合起来,倡导了研究随机过程的一种新方法,即概率方法。这种方法的特点是着眼于随机过程的轨道性质。莱维对概率论的另一重要贡献是建立了独立增量过程的一般理论。他的着作《随机过程与布朗运动》(1948)至今仍是随机过程理论的一本经典着作。现代概率论的另外两个代表人物是J。L。杜布和伊藤清,前者创立了鞅论,后者创立了布朗运动的随机积分理论。

在概率发展史中特别值得一提的是柯尔莫哥洛夫在1933年建立了概率论的公理化体系。

概率论公理化体系的建立

早在拉普拉斯给出概率的古典定义之前,人们就提出了几何概率的概念,这是研究有无穷多个可能结果的随机现象问题的,着名的布丰(曾译蒲丰)投针问题

(1777)就是几何概率的一个早期例子。19世纪,几何概率逐步发展起来。但到19世纪末,出现了一些自相矛盾的结果。

以着名的贝特朗悖论为例:在圆内任作一弦,求其长超过圆内接正三角形边长的概率。此问题可以有三种不同的解答:

①由于对称性,可预先指定弦的方向。作垂直于此方向的直径,只有交直径

于1/4点与3/4点间的弦,其长才大于内接正三角形边长。设所有交点是

等可能的,则所求概率为1/2(图1之a)图

②由于对称性,可预先固定弦的一端。仅当弦与过此端点的切线的交角在

60°~ 0°之间,其长才合乎要求。设所有方向是等可能的,则所求概率

为1/3(图1之b)。

③弦被其中点位置惟一确定。只有当弦的中点落在半径缩小了一半的同心圆

内,其长才合乎要求。设中点位置都是等可能的,则所求概率为1/4(图1

之c)。

这个问题之所以有不同解答,是因为当一随机试验有无穷多个可能结果时,有时很难客观地规定“等可能”这一概念。这反映了几何概率的逻辑基础是不够严密的。几何概率这类问题说明了拉普拉斯关于概率的古典定义带有很大的局限性。当严密的概率公理化系统建立后,几何概率才能健康地发展且有广泛的应用。

虽然到了19世纪下半叶,概率论在统计物理学中的应用及概率论的自身发展已突破了概率的古典定义,但关于概率的一般定义则始终未能明确化和严格化。这种情况既严重阻碍了概率论的进一步发展和应用,又落后于当时数学的其他分支的公理化潮流。1900年,D.希尔伯特在世界数学家大会上公开提出了建立概率论公理化体系的问题,最先从事这方面研究的是庞加莱、波莱尔及伯恩斯坦。关于概率论与测度论有

联系这一重要思想就出自波莱尔。伯恩斯坦于1917年构造了概率论的第一个公理化体系。20年代以后,相继出现了J。M。凯恩斯及R。von米泽斯等人的工作。凯恩斯主张把任何命题都看作是事件。例如,“明天将下雨”,“土星上有生命”,“某出土文物是某年代的产品”,等等。他把一事件的概率看作是人们根据经验对该事件的可信程度,而与随机试验没有直接联系,因此,通常称为主观概率。从凯恩斯起,对主观概率提出了几种公理体系,但没有一种堪称权威。也许,主观概率的最大影响不在概率论领域自身,而在数理统计学中近年来出现的贝叶斯统计学派。和主观概率学派相对立的是以米泽斯为代表的概率的频率理论学派。米泽斯把一事件的概率定义为该事件在独立重复随机试验中出现的频率的极限,并把此极限的存在性作为他的第一条公理。他的第二条公理是,对随机选取的子试验序列,事件出现的频率的极限也存在并且极限值相等。

严格说来,这第二条公理没有确切的数学含义。因此,这种所谓公理化在数学上是不可取的。此外,象某个事件在一独立重复试验序列中出现无穷多次这一事件的概率,在米泽斯理论中是无法定义的。这种频率法的理论依据是强大数律,它具有较强的直观性,易为实际工作者和物理学家所接受。但随着科学的进步,它又已逐渐被绝大多数物理学家所抛弃。

20世纪初完成的勒贝格测度(见测度论)和勒贝格积分理论以及随后发展起来的抽象测度和积分理论,为概率论公理体系的确立奠定了理论基础。人们通过对概率论的两个最基本的概念即事件与概率的长期研究,发现事件的运算与集合的运算完全类似,概率与测度有相同的性质。到了30年代,随着大数律研究的深入,概率论与测度论的联系愈来愈明显。例如强、弱大数律中的收敛性(见概率论中的收敛)与测度论中的几乎处处收敛及依测度收敛完全类似。在这种背景下,柯尔莫哥洛夫于

1933年在他的《概率论基础》一书中第一次给出了概率的测度论式的定义和一套严密的公理体系。这一公理体系着眼于规定事件及事件概率的最基本的性质和关系,并用这些规定来表明概率的运算法则。它们是从客观实际中抽象出来的,既概括了概率的古典定义、几何定义及频率定义的基本特性,又避免了各自的局限性和含混之处。这一公理体系一经提出,便迅速获得举世的公认。它的出现,是概率论发展史上的一个里程碑,为现代概率论的蓬勃发展打下了坚实的基础。

现代概率论的内容

由于科学技术中许多实际问题的推动以及概率论逻辑基础的建立,概率论从20世纪30年代以来得到了迅速的发展。

目前其主要研究内容大致可分为极限理论,独立增量过程,马尔可夫过程,平稳过程和时间序列,鞅和随机微分方程,点过程等。此外,包括组合概率(用组合数学方法解决只涉及有限个基本事件的概率问题)、几何概率等在内的一些属于古典范畴的问题,至今仍有人在继续研究,并有新的发展。

极限理论是研究与随机变量序列或随机过程序列的收敛性有关的问题的理论。20世纪30年代以后,有关随机变量序列的极限理论(主要是中心极限定理)的研究,是将独立序列情形的结果推广到鞅差序列和更一般的弱相依序列等情形,以及研究收敛速度问题。近年来,由于统计力学的需要,人们开始研究强相依随机变量序列的非中心极限定理。

自1951年M。唐斯克提出不变原理(见随机过程的极限定理)后,有关随机过程序列的弱收敛的研究成了极限理论的一个中心课题。ю。Β。普罗霍洛夫及A。B。斯科罗霍德在这方面作出了最主要的贡献。1964年V。斯特拉森的工作出现后,引起

了有关随机过程序列的强收敛的研究,这就是强不变原理。近年来,鞅论方法已渗透到这一领域,使许多经典结果的证明得到简化和统一处理,并且还导致一些新的结果。

人们最早知道的独立增量过程是在物理现象中观察到的布朗运动和泊松过程,一般的独立增量过程的研究,归功于莱维,它在20世纪40年代已臻成熟。在这些研究中,包含了许多重要的方法和概念,概率论的许多近代研究课题都直接或间接地受其启发与影响。

在实际中遇到的很多随机现象有如下的共同特性:它的未来的演变,在已知它目前状态的条件下与以往的状况无关。描述这种随时间推进的随机现象的演变模型就是马尔可夫过程。

20世纪50年代以前,研究马尔可夫过程的主要工具是微分方程和半群理论(即分析方法);1936年前后就开始探讨马尔可夫过程的轨道性质,直到把微分方程和半群理论的分析方法同研究轨道性质的概率方法结合运用,才使这方面的研究工作进一步深化,并形成了对轨道分析必不可少的强马尔可夫性概念。1942 年,伊藤清用他创立的随机积分和随机微分方程理论来研究一类特殊而重要的马尔可夫过程──扩散过程,开辟了研究马尔可夫过程的又一重要途径。近年来,鞅论方法也已渗透到马尔可夫过程的研究中,它与随机微分方程结合在一起,已成为目前处理多维扩散过程的工具。此外,马尔可夫过程与分析学中的位势论有密切的联系。对马尔可夫过程的研究,推动了位势理论的发展,并为研究偏微分方程提供了概率论的方法。最近十多年发展起来的吉布斯随机场和无穷粒子随机系统,是由于统计物理的需要而提出的。

许多自然的和生产过程中的随机现象表现出某种平稳性。一种平稳性是过程在任意一些时刻上的联合概率分布随时间推移不变,这种平稳性称为严平稳性。严平稳过

程的研究与遍历理论有密切的联系。如果上述对概率分布的要求放宽为仅对二阶相关矩的要求,即过程在任意两时刻上的协方差随时间推移不变,则称这种平稳性为宽平稳性。关于宽平稳过程的研究,辛钦、柯尔莫哥洛夫和维纳等人运用傅里叶分析和泛函分析的工具,在40年代已经找出了过程的相关函数及过程本身的谱分解式,并且较完满地解决了有应用意义的预测问题。许多应用问题还要求根据观测数据去建立这些数据所来自的随机过程的模型。为此产生了时间序列分析这一课题,提出了宽平稳序列的自回归滑动平均(ARMA)模型以及一些非线性模型。

鞅是另一类重要的随机过程。从20世纪30年代起,莱维等人就开始研究鞅序列,把它作为独立随机变量序列的部分和的推广。40年代到50年代初,杜布对鞅进行了系统的研究,得到有名的鞅不等式、停止定理和收敛定理等重要结果。1962年,P。A。迈耶解决了杜布提出的连续时间的上鞅分解为鞅及增过程之差的问题。在解决这个问题的过程中,出现了很多新鲜而深刻的概念,使鞅和随机过程一般理论的内容大大丰富起来。鞅的研究丰富了概率论的内容,并引起人们用它所提供的新方法新概念对概率论中许多经典的内容重新审议,把以往认为是复杂的东西纳入鞅论的框架而加以简化。此外,利用上鞅的分解定理,可以把伊藤清的对布朗运动的随机积分推广到对一般鞅乃至半鞅的随机积分;因而,更一般的随机微分方程的研究也随之发展。随机微分方程理论不仅可以用来研究马尔可夫过程,它还是解决滤波问题的必要工具。最近出现的流形上的随机微分方程又和微分几何及分析力学的研究发生了密切的联系。鞅论还对本学科以外的位势理论、调和分析及复变函数论等提供了有用的工具。

点过程是从所谓计数过程发展出来的,它们的特点是,可用落在不相重叠的集合上的随机点数目的联合概率分布来刻画整个过程的概率规律。最基本的计数过程是泊松过程,1943年,C。帕尔姆将它作为最简单的输入流应用于研究电话业务问题;

1955年,辛钦又以严密的数学观点作了整理和发展。

在60年代以前,点过程的研究主要限于泊松过程及其推广的过程。以后,由于大量实际问题的需要以及随机测度论和现代鞅论的推动,进一步把实轴上的点过程(即计数过程)推广到一般的可分完备度量空间上,在内容和方法上都有根本性的进展。

现代概率论的应用

概率论的发展史说明了理论与实际之间的密切关系。许多研究方向的提出,归根到底是有其实际背景的。反过来,当这些方向被深入研究后,又可指导实践,进一步扩大和深化应用范围。概率论作为数理统计学的理论基础是尽人皆知的。下面简略介绍一下概率论本身在各方面的应用情况。

在物理学方面,高能电子或核子穿过吸收体时,产生级联(或倍增)现象,在研究电了-光子级联过程的起伏问题时,要用到随机过程,常以泊松过程、弗瑞过程或波伊亚过程作为实际级联的近似,有时还要用到更新过程(见点过程)的概念。当核子穿到吸收体的某一深度时,则可用扩散方程来计算核子的概率分布。物理学中的放射性衰变,粒子计数器,原子核照相乳胶中的径迹理论和原子核反应堆中的问题等的研究,都要用到泊松过程和更新理论。湍流理论以及天文学中的星云密度起伏、辐射传递等研究要用到随机场的理论。探讨太阳黑子的规律及其预测时,时间序列方法非常有用。

化学反应动力学中,研究化学反应的时变率及影响这些时变率的因素问题,自动催化反应,单分子反应,双分子反应及一些连锁反应的动力学模型等,都要以生灭过程(见马尔可夫过程)来描述。

随机过程理论所提供的方法对于生物数学具有很大的重要性,许多研究工作者以此来构造生物现象的模型。研究群体的增长问题时,提出了生灭型随机模型,两性增

长模型,群体间竞争与生克模型,群体迁移模型,增长过程的扩散模型等等。有些生物现象还可以利用时间序列模型来进行预报。传染病流行问题要用到具有有限个状态的多变量非线性生灭过程。在遗传问题中,着重研究群体经过多少代遗传后,进入某一固定类和首次进入此固定类的时间,以及最大基因频率的分布等。

许多服务系统,如电话通信,船舶装卸,机器损修,病人候诊,红绿灯交换,存货控制,水库调度,购货排队,等等,都可用一类概率模型来描述。这类概率模型涉及的过程叫排队过程,它是点过程的特例。排队过程一般不是马尔可夫型的。当把顾客到达和服务所需时间的统计规律研究清楚后,就可以合理安排服务点。

在通信、雷达探测、地震探测等领域中,都有传递信号与接收信号的问题。传递信号时会受到噪声的干扰,为了准确地传递和接收信号,就要把干扰的性质分析清楚,然后采取办法消除干扰。这是信息论的主要目的。噪声本身是随机的,所以概率论是信息论研究中必不可少的工具。信息论中的滤波问题就是研究在接收信号时如何最大限度地消除噪声的干扰,而编码问题则是研究采取什么样的手段发射信号,能最大限度地抵抗干扰。在空间科学和工业生产的自动化技术中需要用到信息论和控制理论,而研究带随机干扰的控制问题,也要用到概率论方法。

概率论进入其他科学领域的趋势还在不断发展。值得指出的是,在纯数学领域内用概率论方法研究数论问题已经有很好的结果。在社会科学领域,特别是经济学中研究最优决策和经济的稳定增长等问题,也大量采用概率论方法。正如拉普拉斯所说:“生活中最重要的问题,其中绝大多数在实质上只是概率的问题。”

(完整版)概率论与数理统计课后习题答案

·1· 习 题 一 1.写出下列随机试验的样本空间及下列事件中的样本点: (1)掷一颗骰子,记录出现的点数. A =‘出现奇数点’; (2)将一颗骰子掷两次,记录出现点数. A =‘两次点数之和为10’,B =‘第一次的点数,比第二次的点数大2’; (3)一个口袋中有5只外形完全相同的球,编号分别为1,2,3,4,5;从中同时取出3只球,观察其结果,A =‘球的最小号码为1’; (4)将,a b 两个球,随机地放入到甲、乙、丙三个盒子中去,观察放球情况,A =‘甲盒中至少有一球’; (5)记录在一段时间内,通过某桥的汽车流量,A =‘通过汽车不足5台’,B =‘通过的汽车不少于3台’。 解 (1)123456{,,,,,}S e e e e e e =其中i e =‘出现i 点’ 1,2,,6i =L , 135{,,}A e e e =。 (2){(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6)S = (2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6) (3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6) (4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6) (5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6) (6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)}; {(4,6),(5,5),(6,4)}A =; {(3,1),(4,2),(5,3),(6,4)}B =。 ( 3 ) {(1,2,3),(2,3,4),(3,4,5),(1,3,4),(1,4,5),(1,2,4),(1,2,5) S = (2,3,5),(2,4,5),(1,3,5)} {(1,2,3),(1,2,4),(1,2,5),(1,3,4),(1,3,5),(1,4,5)}A = ( 4 ) {(,,),(,,),(,,),(,,),(,,),(,,), S ab ab ab a b a b b a =--------- (,,),(,,,),(,,)}b a a b b a ---,其中‘-’表示空盒; {(,,),(,,),(,,),(,,),(,,)}A ab a b a b b a b a =------。 (5){0,1,2,},{0,1,2,3,4},{3,4,}S A B ===L L 。 2.设,,A B C 是随机试验E 的三个事件,试用,,A B C 表示下列事件:

概率论与数理统计公式整理超全免费版

第1章随机事件及其概率 (1)排列组合公式 )! ( ! n m m P n m- =从m个人中挑出n个人进行排列的可能数。 )! (! ! n m n m C n m- =从m个人中挑出n个人进行组合的可能数。 (2)加法和乘法原理加法原理(两种方法均能完成此事):m+n 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,则这件事可由m+n 种方法来完成。 乘法原理(两个步骤分别不能完成这件事):m×n 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,则这件事可由m×n 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)随机试验和随机事件如果一个试验在相同条件下可以重复进行,而每次试验的可能结果不止一个,但在进行一次试验之前却不能断言它出现哪个结果,则称这种试验为随机试验。 试验的可能结果称为随机事件。 (5)基本事件、样本空间和事件在一个试验下,不管事件有多少个,总可以从其中找出这样一组事件,它具有如下性质: ①每进行一次试验,必须发生且只能发生这一组中的一个事件; ②任何事件,都是由这一组中的部分事件组成的。 这样一组事件中的每一个事件称为基本事件,用ω来表示。 基本事件的全体,称为试验的样本空间,用Ω表示。 一个事件就是由Ω中的部分点(基本事件ω)组成的集合。通常用大写字母A,B,C,…表示事件,它们是Ω的子集。 Ω为必然事件,?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(Ω)的概率为1,而概率为1的事件也不一定是必然事件。 (6)事件的关系与运算①关系: 如果事件A的组成部分也是事件B的组成部分,(A发生必有事件B发生):B A? 如果同时有B A?,A B?,则称事件A与事件B等价,或称A等于B:A=B。 A、B中至少有一个发生的事件:A B,或者A+B。 属于A而不属于B的部分所构成的事件,称为A与B的差,记为A-B,也可表示为A-AB或者B A,它表示A发生而B不发生的事件。 A、B同时发生:A B,或者AB。A B=?,则表示A与B不可能同时发生,称 事件A与事件B互不相容或者互斥。基本事件是互不相容的。 Ω-A称为事件A的逆事件,或称A的对立事件,记为A。它表示A不发生的

概率论与数理统计课后习题答案

第一章 事件与概率 1.写出下列随机试验的样本空间。 (1)记录一个班级一次概率统计考试的平均分数 (设以百分制记分)。 (2)同时掷三颗骰子,记录三颗骰子点数之和。 (3)生产产品直到有10件正品为止,记录生产产 品的总件数。 (4)对某工厂出厂的产品进行检查,合格的记上 “正品”,不合格的记上“次品”,如连续查出2个次品 就停止检查,或检查4个产品就停止检查,记录检查的 结果。 (5)在单位正方形内任意取一点,记录它的坐标。 (6)实测某种型号灯泡的寿命。 解(1)},100,,1,0{n i n i ==Ω其中n 为班级人数。 (2)}18,,4,3{ =Ω。 (3)},11,10{ =Ω。 (4)=Ω{00,100,0100,0101,0110,1100, 1010,1011,0111,1101,0111,1111},其中 0表示次品,1表示正品。 (5)=Ω{(x,y)| 0

(2)A 与B 都发生,而C 不发生。 (3)A ,B ,C 中至少有一个发生。 (4)A ,B ,C 都发生。 (5)A ,B ,C 都不发生。 (6)A ,B ,C 中不多于一个发生。 (7)A ,B ,C 至少有一个不发生。 (8)A ,B ,C 中至少有两个发生。 解 (1)C B A ,(2)C AB ,(3)C B A ++,(4)ABC , (5)C B A , (6)C B C A B A ++或 C B A C B A C B A C B A +++, (7)C B A ++, (8)BC AC AB ++或 ABC BC A C B A C AB ??? 3.指出下列命题中哪些成立,哪些不成立,并作 图说明。 (1)B B A B A =(2)AB B A = (3)AB B A B =?则若,(4)若 A B B A ??则, (5)C B A C B A = (6)若Φ=AB 且A C ?,

概率论与数理统计心得体会

概率课感想与心得体会 笛卡尔说过:“有一个颠扑不破的真理,那就是当我们不能确定什么是真的时候,我们就应该去探求什么是最最可能的。”随机现象在日常生活中随处可见,概率是研究随机现象规律的学科,它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的方法,同时为统计学的发展提供了理论基础。 概率起源于现实生活,应用于现实生活,如我们讨论了摸球问题,掷硬币正反面的试验,拍骰子问题等等。都是接近生活实践的概率应用实例。 同时,通过概率课还了解了概率的意义,概率是用来度量随机事件发生可能性大小的一个量,而实际结果是事件发生或不发生这两种情况中的一种。但是我们不能根据随机事件的概率来断定某次试验出现某种结果或者不出现某种结果。同时,我们还可以利用概率来判定游戏规则,譬如,在各类游戏中,如果每个人获胜的概率相等,那么游戏就是公平的,这就是说,要保证所制定的游戏规则是公平的,需要保证每个人获胜的概率相等。概率教学中的试验或游戏结果,如果不进行足够多的次数,是很难得出比较接近概率的频率的,也就是说当试验的次数很多的时候,频率就逐渐接近一个稳定的值,这个稳定的值就是概率。我们说,当进行次数很多的时候,时间发生的次数所占的总次数的比例,即频率就是概率。换句话说,就是时间发生的可能性最大。 概率不仅在生活上给了我们很大的帮助,同时也能帮我们验证某些理论知识,譬如投针问题: ()行直线相交的概率. 平的针,试求该针与任一一根长度为线,向此平面上任意投的一些平行平面上画有等距离为a L L a <

我们解如下: 平行线的距离; :针的中心到最近一条 设:X 此平行线的夹角.:针与? 上的均匀分布;, 服从区间则随机变量?? ? ?? ? 20a X []上的均匀分布;服从区间随机变量π?,0相互独立.与并且随机变量?X ()的联合密度函数为 ,所以二维随机变量?X ()??? ??≤≤≤≤=. , 02 02 其它,,π?π?a x a x f {} 针与任一直线相交设:=A , . sin 2? ?? ???<=?L X A 则所以, ()? ?????<=?sin 2L X P A P 的面积的面积 D A =.22 sin 20 a L a d L ππ??π == ?

概率论与数理统计知识点总结(详细)

《概率论与数理统计》 第一章概率论的基本概念 (2) §2.样本空间、随机事件..................................... 2.. §4 等可能概型(古典概型)................................... 3.. §5.条件概率.............................................................. 4.. . §6.独立性.............................................................. 4.. . 第二章随机变量及其分布 (5) §1随机变量.............................................................. 5.. . §2 离散性随机变量及其分布律................................. 5..§3 随机变量的分布函数....................................... 6..§4 连续性随机变量及其概率密度............................... 6..§5 随机变量的函数的分布..................................... 7..第三章多维随机变量. (7) §1 二维随机变量............................................ 7...§2边缘分布................................................ 8...§3条件分布................................................ 8...§4 相互独立的随机变量....................................... 9..§5 两个随机变量的函数的分布................................. 9..第四章随机变量的数字特征.. (10)

概率论与数理统计答案,祝东进

习题 1. 写出下列随机试验的样本空间: (1) 掷两颗骰子,观察两颗骰子出现的点数. (2) 从正整数中任取一个数,观察取出数的个位数. (3) 连续抛一枚硬币,直到出现正面时为止. (4) 对某工厂出厂的产品进行检查,如连续检查出两个次品,则停止检查,或 检查四个产品就停止检查,记录检查的结果. (5) 在单位圆内任意取一点,记录它的坐标. 解:(1){(,)|1,2,,6,1,2, ,6}i j i j Ω===; (2){|0,1, ,9}i i Ω==; (3)Ω={(正), (反, 正), (反, 反, 正), (反, 反, 反, 正), … }; (4)Ω={(次, 次), (次, 正, 正, 正), (次, 正, 正, 次), (次, 正, 次, 次), (次, 正, 次,正), (正, 次, 次), (正, 次, 正, 正), (正, 次, 正, 次)}; (5)22{(,)|,,1}x y x R y R x y Ω=∈∈+≤. 2. 在掷两颗骰子的试验中写出下列事件的集合表示: (1) A =”出现的点数之和为偶数”. (2) B =”出现的点数之和为奇数, 但没有骰子出现1点”. (3) C =”至少掷出一个2点”. (4) D =”两颗骰子出现的点数相同”. 解: (1) {(1,1),(1,3),(1,5),(2,2),(2,4),(2,6),(3,1),(3,3),(3,5),A = {(4,2),(4,4),(4,6),(5,1),(5,3),(5,5),(6,2),(6,4),(6,6)}=; (2){(2,3),(2,5),(3,2),(3,4),(3,6),(4,3),(4,5),(5,2),(5,4),(5,6),(6,3),(6,5)}B =; (3){(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(1,2),(3,2),(4,2),(5,2),(6,2)}C =; (4){(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(5,5),(6,6)}D =. 3. 设,,A B C 是三个事件,试用,,A B C 来表示下列事件:

概率论与数理统计心得

一概率论与数理统计是工程数学中比较灵活的一门课程,个人觉得也是学的有滋有味的一科。概率论是以古典型概率,几何型概率,条件概率,各种分布列等为基本模型,以加法原理,乘法原理为规则,以非负性,规范性,可列可加性为基本性质,逆事件,差事件概率的计算公式,加法公式等为运算基础骨架。解题时应做到心中有数,将难题一步步分解为这些简单问题的叠加。学习重点应放在理解和运用上,而不在于计算,老师上课时的例题很重要,课后要理解消化,勤做练习加深理解,做题时应分清各类题型,举一反三。 熟练掌握:概率部分:1.常见分布列,分布函数:离散型--连续型一维--二维--多维离散:两点分布,二次分布,泊松分布,几何分布连续:均匀分布,指数分布,正态分布2.基本运算概念:概率密度,数学期望,方差,协方差,相关系数数理统计部分:样本基本概念:X2分布,t分布,F分布,正态总体的样本均值,方差,k阶原点矩,k阶中心矩推荐经典习题:第一章:3.4.5.8.9.10.11.12.13.15.18.20.21 第二章:4.10.11.14.15.17.24.25.26.27 第三章:1-8.13.14.19.20.24.25.27 第四章:1.3.5.6.8.10(*).11---20.24.26.27.28(*).29.30 第六章:1.2.4.5.6.7.9(*) 第七章:2.3.4.7.8.9.10.11.12 二“概率论与数理统计”是理工科大学生的一门必修课程,由于该学科与生活实践和科学试验有着紧密的联系,是许多新发展的前沿学科(如控制论、信息论、可靠性理论、人工智能等)的基础,因此学好这一学科是十分重要的。“概率论 与数理统计”的学习应注重的是概念的理解,而这正是广大学生所疏忽的,在复习时几乎有近一半以上学生对“什么是随机变量”、“为什么要引进随机变量”仍说不清楚。对于涉及随机变量的独立,不相关等概念更是无从着手,这一方面是因为高等数学处理的是“确定” 的事件。如函数y=f(x),当x确定后y有确定的值与之对应。而概率论中随机变量X在抽样 前是不确定的,我们只能由随机试验确定它落在某一区域中的概率,要建立用“不确定性”的思维方法往往比较困难,如果套用确定性的思维方法就会出错。由于基本概念没有搞懂,即使是十分简单的题目也难以得分。从而造成低分多的现象。另一方面由于概率论中涉及的计算技巧不多,除了古典概型,几何概型和计算二维随机变量的函数分布时如何确定积分上、下限有一些计算的难点,其他的只是数值或者积分、导数的计算。因而如果概念清楚,那么 解题往往很顺利且易得到正确答案,这正是高分较多的原因。根据上面分析,启示我们不能把高等数学的学习方法照搬到“概率统计”的学习上来,而应按照概率统计自身的特点提出学习方法,才能取得“事半功倍”的效果。下面我们分别对“概率论”和“数理统 计”的学习方法提出一些建议。一、学习“概率论”要注意以下几个要点 1. 在学习“概率论”的过程中要抓住对概念的引入和背景的理解,例如为什么要引进“随机变 量”这一概念。这实际上是一个抽象过程。正如小学生最初学数学时总是一个苹果加2个苹果等于3个苹果,然后抽象为1+2=3.对于具体的随机试验中的具体随机事件,可以计算

(完整版)概率论与数理统计课程标准

《概率论与数理统计》课程标准 一、课程概述 (一)课程定位 《概率论与数理统计》(Probability Theory and Mathematical Statistics),由概率论和数理统计两部分组成。它是研究随机现象并找出其统计规律的一门学科,是广泛应用于社会、经济、科学等各个领域的定量和定性分析的科学体系。从学科性质讲,它是一门基础性学科,它为建筑专业学生后继专业课程的学习提供方法论的指导。 (二)先修后续课程 《概率论与数理统计》的先修课程为《高等数学》、《线性代数》等,这些课程为本课程的学习奠定了理论基础。 《概率论与数理统计》的后续课程为《混凝土结构设计》、《地基与基础》等课程。通过该课程的学习可为这些课程中的模型建立等内容的知识学习奠定良好的基础,在教学中起到了承上启下的作用。 二.课程设计思路 本课程的基本设计思路是极力用较为通俗的语言阐释概率论的基本理论和数理统计思想方法;理论和方法相结合,以强调数理统计理论的应用价值。总之,强调理论与实际应用相结合的特点,力求在实际应用方面做些有益的探索,也为其它学科的

进一步学习打下一个良好的基础。 三、课程目标 《概率论与数理统计》是一门几乎遍及所有的科学技术领域以及工农业生产和国民经济各部门之中。通过学习该课程使学生掌握概率、统计的基本概念,熟悉数据处理、数据分析、数据推断的各种基本方法,并能用所掌握的方法具体解决工程实践中所遇到的各种问题。 (一)能力目标 力求在简洁的基础上使学生能从整体上了解和掌握该课程的内容体系,使学生能够在实际工作中、其它学科的学习中能灵活、自如地应用这些理论。 (二)知识目标 1.理解掌握概率论中的相关概念和公式定理; 2.学会应用概率论的知识解决一些基本的概率计算; 3.理解数理统计的基本思想和解决实际问题的方法。 (三)素质目标 1.培养学生乐于观察、分析、不断创新的精神; 2.培养具有较好的逻辑思维、较强的计划、组织和协调能力; 3.培养具有认真、细致严谨的职业能力。 四、课程内容 根据能力培养目标的要求,本课程的主要内容是随机事件、随机变量、随机向量、数字特征、极限定理。具体内容和学时分配见表4-1。 表4-1 课程内容和学时分配

概率论与数理统计学习心得

- 《概率论与数理统计》由于其理论及应用的重要性,目前在我国高等数学教育中,已与高等数学和线性代数渐成鼎足之势。 学生们在学习《概率论与数理统计》时通常的反映之一是“课文看得懂,习题做不出”。概率论习题的难做是有名的。要做出题目,至少要弄清概念,有些还要掌握一定的技巧。这句话说起来简单,但是真正的做起来就需要花费大量的力气。不少学生在学习时,只注重公式、概念的记忆和套用,自己不对公式等进行推导。这就造成一个现象:虽然在平时的做题过程中,自我感觉还可以;尤其是做题时,看一眼题目看一眼答案,感觉自己已经掌握的不错了,但一上了考场,就考砸。这就是平时的学习过程中只知其一,不知其二,不注重对公式的理解和推导造成的。比方说,在我们教材的第一章,有这样一个公式:A-B=bar(AB)=A-AB,这个公式让很多人迷糊,因为这个公式本身是错误的,在教材后面的例题1-15中证明利用了这个公式,很多人就用教材上这个错误的公式套用,结果看不懂。其实这个公式正确的应该是A-B=AbarB=A-AB.这是一个应用非常多的公式,而且考试的时候一般都会考的公式。在开始接触这个公式的时候就应该自己进行推导,发现这个错误,而不是看到这个公式之后,记住,然后运用到题目中去。大家在看书的时候注意对公式的推导,这样才能深层次的理解公式,真正的灵活运用。做到知其一,也知其二。 现在概率统计的考试试题难度,学员呼声不一,有的人感觉非常难,而且最让他们难以应对的是基础知识,主要涉及排列组合、导数、积分、极限这四部分。现在就这部分内容给大家分析一下。说这部分是基础,本身就说明这些知识不是概率统计研究的内容,他们只是在研究概率统计的时候不可缺少的一些工具。即然这样,在考试中就不会对这部分内容作过多的考察,也会尽量避免大家在这些方面丢分。分析到这里,就要指出一些人在学习这门课的“战术失误”。有些人花大量的力气学习微积分,甚至学习概率统计之前,将微积分重新学一遍,这是不可取的。对这部分内容,将教材上涉及到的知识选出来进行复习,理解就可以。万不能让基础知识成为概率统计的拦路虎。学习中要知道哪是重点,哪是难点。 如何掌握做题技巧俗话说“孰能生巧”,对于数学这门课,用另一个成语更贴切——“见多识广”。对于我们自考生而言,学习时间短,想利用“孰能生巧”不太现实,但是“见多识广”确实在短时间内可以做到。这就是说,在平时不能一味的多做题,关键是多做一些类型题,不要看量,更重要的是看多接触题目类型。同一个知识点,可以从多个角度进行考察。有些学员由于选择辅导书的问题,同类型的题目做了很多,但是题目类型却没有接触多少。在考试的时候感觉一落千丈。那么应该如何掌握题目类型呢我想历年的真题是我们最好的选择。 平时该如何练习提出这个问题可能很多人会感到不可思议。有一句话说得好“习惯形成性格”。这句话应用到我们的学习上也成立。这么多年以来,有些人有很好的学习习惯,尽管他的学习基础也不好,学习时间也有限,但是他们能按照自己知道的学习规律坚持学习,能够按照老师说得去思考、前进。我们大多数人都有惰性,一个题目一眼看完不会,就赶紧找答案。看了答案之后,也就那么回事,感觉明白了,就放下了。就这样“掰了很多玉米,最后却只剩下一个玉米”。我们很清楚,最好的方法是摘一个,留一个。哪怕一路你只摘了2个,也比匆匆忙忙摘了一路,却不知道保留的人得到的多。平时做题要先多思考,多总结,做一个会一个,而且对于做过的题目要经常地回顾,这样才能掌握住知识。就我的辅导经验而言,绝大多数人还是在这个问题上出现了问题。 考试有技巧,学习无捷径。平时的学习要注重知识点的掌握,踏踏实实,这才是方法中

福州大学概率论与数理统计课后习题答案高等教育出版社

福州大学概率论与数理统计课后习题答案 高等教育出版社 习题1.1解答 1. 将一枚均匀的硬币抛两次,事件C B A ,,分别表示“第一次出现正面”,“两次出现同一面”,“至少有一次出现正面”。试写出样本空间及事件C B A ,,中的样本点。 解:{=Ω(正,正),(正,反),(反,正),(反,反)} {=A (正,正),(正,反)};{=B (正,正),(反,反)} {=C (正,正),(正,反),(反,正)} 2. 在掷两颗骰子的试验中,事件D C B A ,,,分别表示“点数之和为偶数”,“点数 之和小于5”,“点数相等”,“至少有一颗骰子的点数为3”。试写出样本空间及事件D C B A BC C A B A AB ---+,,,,中的样本点。 解:{})6,6(,),2,6(),1,6(,),6,2(,),2,2(),1,2(),6,1(,),2,1(),1,1( =Ω; {})1,3(),2,2(),3,1(),1,1(=AB ; {})1,2(),2,1(),6,6(),4,6(),2,6(,),5,1(),3,1(),1,1( =+B A ; Φ=C A ;{})2,2(),1,1(=BC ; {})4,6(),2,6(),1,5(),6,4(),2,4(),6,2(),4,2(),5,1(=---D C B A 3. 以C B A ,,分别表示某城市居民订阅日报、晚报和体育报。试用C B A ,,表示以下 事件: (1)只订阅日报; (2)只订日报和晚报; (3)只订一种报; (4)正好订两种报; (5)至少订阅一种报; (6)不订阅任何报; (7)至多订阅一种报; (8)三种报纸都订阅; (9)三种报纸不全订阅。 解:(1)C B A ; (2)C AB ; (3)C B A C B A C B A ++; (4)BC A C B A C AB ++; (5)C B A ++; (6)C B A ; (7)C B A C B A C B A C B A +++或C B C A B A ++ (8)ABC ; (9)C B A ++ 4. 甲、乙、丙三人各射击一次,事件321,,A A A 分别表示甲、乙、丙射中。试说明下列事件所表示的结果:2A , 32A A +, 21A A , 21A A +, 321A A A , 313221A A A A A A ++. 解:甲未击中;乙和丙至少一人击中;甲和乙至多有一人击中或甲和乙至少有一人未击中;甲和乙都未击中;甲和乙击中而丙未击中;甲、乙、丙三人至少有两人击中。 5. 设事件C B A ,,满足Φ≠ABC ,试把下列事件表示为一些互不相容的事件的和: C B A ++,C AB +,AC B -.

概率论学习心得

心得体会 汇报人 注意:本文档适合对应岗位使用,实际使用者需要根据本岗位的实际工作内容和工作职责进行相应调整,下载之前请务必预览前页内容。

概率论学习心得 概率论与数理统计是研究随机现象统计规律的科学,既是重要的基础理论,又是实践性很强的应用科学。 概率论是十七世纪因保险事业发展而产生的,与博弈实践有关;数理统计学源于对天文和测地学中的误差分析以及中世纪欧洲流行黑死病的统计。数理统计学与概率论这两个学科的密切联系就是基于统计数据的随机性。 概率论与数理统计具有很强的实用性,科学研究与社会活动都需要进行数据的收集、整理以及精炼的形式表达,并以此为基础进行定量或定性估计、描述和解释,预测其未来可能的发展状况。而对大量随机数据进行整理并描述评估、预测其发展正是数理统计学与概率论的重要内容。 实用性赋予了概率论与数理统计强大的生命力。17世纪概率论与数理统计作为学科诞生后,其方法就被英国古典政治经济学创始人佩蒂引进到社会经济问题的研究中,他提倡让实际数据说话,其对资本主义经济的研究从流通领域进入生产领域,对商品的价值量做了正确的分析。 二战后随着科技的发展特别是计算机的发展,概率论与数理统计在新的实践条件下得以迅猛发展,其理论日益完善与深入,其手段日益先进和便利,其作用日益重要和广泛,大量应用到国民经济、工农业生产及各学科领域,许多新兴科学都是以概率论与数理统计作为基础的,如信息论、对策论、排队论、控制论等。 概率论与数理统计不仅在自然科学中发挥重要作用,实证的方法就是基于数据分析整理并推理预测,而且在社会实践中发挥着重要的不可替代的作用,这是因为: 1、人类活动的各个领域都不同程度与数据打交道,都有如何收集和分析数据的问题,因此概率论与数理统计学的理论和方法,与人类活动的各个领域都有关联。 2、组成社会的单元——人、家庭、单位、地区等,都有很大的变异性、不确定性,如果说,在自然现象中尚有一些严格的、确定性的规律,在社会现象中

概率论与数理统计学习地总结

概率论与数理统计 学习报告 学院 学号: 姓名:

概率论与数理统计学习报告 通过短短一学期的学习,虽然学习、研究地并不深入,但该课程的每一处内容都有不同的奇妙吸引着我,让我对它在生活中饰演的角色充满遐想;它将我带入了一个由随机变量为桥梁,通过表面偶然性找出其内在规律性,从而与其它的数学分支建立联系的世界,让我对这种进行大量的随机重复实验,通过分析研究得出统计规律性的过程产生了极大地兴趣。我很喜欢这门课程,但也不得不说课后在它上面花的时间并不多,因此学得还不深入,但它真的深深地吸引了我,我一定会找时间进一步深入地学习它。 先简单地介绍一下概率论与数理统计这门学科。 概率论是基于给出随机现象的数学模型,并用数学语言来描述它们,然后研究其基本规律,透过表面的偶然性,找出其内在的规律性,建立随机现象与数学其他分支的桥梁,使得人们可以利用已成熟的数学工具和方法来研究随机现象,进而也为其他数学分支和其他新兴学科提供了解决问题的新思路和新方法。数理统计是以概率论为基础,基于有效的观测、收集、整理、分析带有随机性的数据来研究随机现象,进而对所观察的问题作出推断和预测,直至为采取一定的决策和行动提供依据和建议。 概率论与数理统计是研究随机现象及其规律性的一门数学学科。研究随机现象的规律性有其独特的思想方法,它不是寻求出现每一现象的一切物理因素,不能用研究确定性现象的方法研究随机现象,而是承认在所研究的问题中存在一些人们不能认识或者根本不知道的

随机因素作用下,发生随机现象。这样,人们既可以通过试验来观察随机现象,揭示其规律性,作出决策,也可根据实际问题的具体情况找出随机现象的规律,作出决策。 至今,概率论与数理统计的理论与方法已经广泛应用于自然科学、社会科学以及人文科学等各个领域中,并随着计算机的普及,概率论与数理统计已成为处理信息、制定决策的重要理论和方法。它们不仅是许多新兴学科,如信息论、控制论、排队论、可靠性论以及人工智能的数学理论基础,而且与其他领域的新兴学科的相互交叉而产生了许多新的分支和边缘学科,如生物统计、统计物理、数理金融、神经网络统计分析、统计计算等。 概率论应用随机变量与随机变量的概率分布、数字特征及特征函数为数学工具对随机现象进行描述、分析与研究,其前提条件是假设随机变量的概率分布是已知的;而数理统计中作为研究对象的随机变量的概率分布是完全未知的,或者分布类型已知,但其中的某些参数或某些数字特征是未知的。概率论研究问题的方法是从假设、命题、已知的随机现象的事实出发,按一定的逻辑推理得到结论,在方法上是演绎式的。而统计学的方法是归纳式的,从所研究地对象的全体中随机抽取一部分进行试验或观测,以获得试验数据,依据试验数据所获取的信息,对整体进行推断,是归纳而得到结论的。因此掌握它特有的学习方法是很重要的。 在学习的过程中,不论是老师提出的一些希望我们课后讨论的问题还是自己在做作业看书过程中遇到的一些问题都引发了我的一些

概率论学习心得总结

竭诚为您提供优质文档/双击可除 概率论学习心得总结 篇一:《概率论与数理统计》课程学习心得 《概率论与数理统计》课程学习心得 1004012033陈孝婕10计本3班 有人说:“数学来源于生活,应用于生活。数学是有信息的,信息是可以提取的,而信息又是为人们服务的。”那么概率肯定是其中最为重要的一部分。巴特勒主教说,对我们未来说,可能性就是我们生活最好的指南,而概率即可能。 概率论与数理统计是现代数学的一个重要分支。近二十年来,随着计算机的发展以及各种统计软件的开发,概率统计方法在金融、保险、生物、医学、经济、运筹管理和工程技术等领域得到了广泛应用。主要包括:极限理论、随机过程论、数理统计学、概率论方法应用、应用统计学等。极限理论包括强极限理论及弱极限理论;随机过程论包括马氏过程论、鞅论、随机微积分、平稳过程等有关理论。概率论方法应用是一个涉及面十分广泛的领域,包括随机力学、统计物理学、保险学、随机网络、排队论、可靠性理论、随机信

号处理等有关方面。应用统计学方法的产生主要来源于实质性学科的研究活动中,例如,最小二乘法与正态分布理论源于天文观察误差分析,相关与回归分析源于生物学研究,主成分分析与因子分析源于教育学与心理学的研究,抽样调查方法源于政府统计调查资料的搜集等等。本研究方向在学习概率论、统计学、随机过程论等基本理论的基础上,致力于概率统计理论和方法同其它学科交叉领域的研究,以及统计学同计算机科学相结合而产生的数据挖掘的研究。此外,金融数学也是本专业的一个主要研究方向。它主要是通过数学建模,理论分析、推导,数值计算以及计算机模拟等理论分析、统计分析和模拟分析,以求研究和分析所涉及的理论问题和实际问题。 生活中会遇到这样的事例:有四张彩票供三个人抽取,其中只有一张彩票有奖。第一个人去抽,他的中奖概率是25%,结果没抽到。第二个人看了,心里有些踏实了,他中奖的概率是33%,结果他也没抽到。第三个人心里此时乐开了花,其他的人都失败了,觉得自己很幸运,中奖的机率高达50%,可结果他同样没中奖。由此看来,概率的大小只是在效果上有所不同,很大的概率给人的安慰感更为强烈。但在实质上却没有区别,每个人中奖的概率都是50%,即中奖与不中奖。 同样的道理,对于个人而言,在生活中要成功做好一件

《概率论与数理统计》课程学习心得

《概率论与数理统计》课程学习感想 概率论与数理统计是研究随机现象统计规律的科学,既是重要的基础理论,又是实践性很强的应用科学。 概率论与数理统计是现代数学的一个重要分支。近二十年来,随着计算机的发展以及各种统计软件的开发,概率统计方法在金融、保险、生物、医学、经济、运筹管理和工程技术等领域得到了广泛应用。主要包括:极限理论、随机过程论、数理统计学、概率论方法应用、应用统计学等。极限理论包括强极限理论及弱极限理论;随机过程论包括马氏过程论、鞅论、随机微积分、平稳过程等有关理论。概率论方法应用是一个涉及面十分广泛的领域,包括随机力学、统计物理学、保险学、随机网络、排队论、可靠性理论、随机信号处理等有关方面。它主要是通过数学建模,理论分析、推导,数值计算以及计算机模拟等理论分析、统计分析和模拟分析,以求研究和分析所涉及的理论问题和实际问题。 实用性赋予了概率论与数理统计强大的生命力。17世纪概率论与数理统计作为学科诞生后,其方法就被英国古典政治经济学创始人佩蒂引进到社会经济问题的研究中,他提倡让实际数据说话,其对资本主义经济的研究从流通领域进入生产领域,对商品的价值量做了正确的分析。 生活中会遇到这样的事例:有四张彩票供三个人抽取,其中只有一张彩票有奖。第一个人去抽,他的中奖概率是25%,结果没抽到。第二个人看了,心里有些踏实了,他中奖的概率是33%,结果他也没抽到。第三个人心里此时乐开了花,其他的人都失败了,觉得自己很幸运,中奖的机率高达50%,可结果他同样没中奖。由此看来,概率的大小只是在效果上有所不同,很大的概率给人的安慰感更为强烈。但在实质上却没有区别,每个人中奖的概率都是50%,即中奖与不中奖。 同样的道理,对于个人而言,在生活中要成功做好一件事的概率是没有大小之分的,只有成功或失败之分。但这概率的大小却很能影响人做事的心态。 如果说概率有大小之分,那应该不是针对个体而言,而是从一个群体出发,因为不同的人有不同的信念,有不同的做事方法。把地球给撬起来,这在大多数

概率论与数理统计知识点总结(完整超详细版)35387

《概率论与数理统计》 第一章 概率论的基本概念 §2.样本空间、随机事件 1.事件间的关系 B A ?则称事件B 包含事件A ,指事件A 发生必然导致事件B 发生 B }x x x { ∈∈=?或A B A 称为事件A 与事件B 的和事件,指当且仅当A ,B 中至少有一个发生时,事件B A ?发生 B }x x x { ∈∈=?且A B A 称为事件A 与事件B 的积事件,指当A ,B 同时发生时,事件B A ?发生 B }x x x { ?∈=且—A B A 称为事件A 与事件B 的差事件,指当且仅当A 发生、B 不发生时,事件B A —发生 φ=?B A ,则称事件A 与B 是互不相容的,或互斥的,指事件A 与事件B 不能同时发生,基本事件是两两互不相容的 且S =?B A φ=?B A ,则称事件A 与事件B 互为逆事件,又称事件A 与事件B 互为对立事件 2.运算规则 交换律A B B A A B B A ?=??=? 结合律)()( )()(C B A C B A C B A C B A ?=???=?? 分配律 )()B (C A A C B A ???=??)( ))(()( C A B A C B A ??=?? 徳摩根律B A B A A B A ?=??=? B — §3.频率与概率 定义 在相同的条件下,进行了n 次试验,在这n 次试验中,事件A 发生的次数A n 称为事 件A 发生的频数,比值n n A 称为事件A 发生的频率 概率:设E 是随机试验,S 是它的样本空间,对于E 的每一事件A 赋予一个实数,记为P (A ),称为事件的概率 1.概率)(A P 满足下列条件: (1)非负性:对于每一个事件A 1)(0≤≤A P (2)规范性:对于必然事件S 1 )S (=P

概率论与数理统计作业及解答

概率论与数理统计作业及解答

概率论与数理统计作业及解答 第一次作业 ★1. 甲, 乙, 丙三门炮各向同一目标发射一枚炮弹, 设事件A , B , C 分别表示甲, 乙, 丙击中目标, 则三门炮最多有一门炮击中目标如何表示. 事件E ={事件,,A B C 最多有一个发生},则E 的表示为 ;E ABC ABC ABC ABC =+++或;AB AC BC =U U 或;AB AC BC =U U 或;AB ACBC =或().ABC ABC ABC ABC =-++ (和A B +即并A B U ,当,A B 互斥即AB φ=时,A B U 常记为A B +.) 2. 设M 件产品中含m 件次品, 计算从中任取两件至少有一件次品的概率. 22 1M m M C C --或1122 (21)(1)m M m m M C C C m M m M M C -+--=- ★3. 从8双不同尺码鞋子中随机取6只, 计算以下事件的概率. A ={8只鞋子均不成双}, B ={恰有2只鞋子成双}, C ={恰有4只鞋子成双}. 61682616()32()0.2238,143C C P A C ===1414 8726 16()80 ()0.5594,143C C C P B C === 22128626 16()30 ()0.2098.143 C C C P C C === ★4. 设某批产品共50件, 其中有5件次品, 现从中任取3件, 求: (1)其中无次品的概率; (2)其中恰有一件次品的概率. (1)34535014190.724.1960C C == (2)21455350990.2526.392 C C C == 5. 从1~9九个数字中, 任取3个排成一个三位数, 求: (1)所得三位数为偶数的概率; (2)所得三位数为奇数的概率. (1){P 三位数为偶数}{P =尾数为偶数4 },9= (2){P 三位数为奇数}{P =尾数为奇数5 },9 = 或{P 三位数为奇数}1{P =-三位数为偶数45 }1.99 =-= 6. 某办公室10名员工编号从1到10,任选3人记录其号码,求:(1)最小号码为5的概率;(2)最大号码为5的概率. 记事件A ={最小号码为5}, B ={最大号码为5}. (1) 253101();12C P A C ==(2) 2 43101 ().20 C P B C == 7. 袋中有红、黄、白色球各一个,每次从袋中任取一球,记下颜色后放回,共取球三次, 求下列事件的概率:A ={全红},B ={颜色全同},C ={颜色全不同},D ={颜色不全同},E ={无黄色球},F ={无红色且无黄色球},G ={全红或全黄}. 311(),327P A ==1()3(),9P B P A ==33333!2(),339A P C ===8 ()1(),9 P D P B =-=

数理统计培训心得体会

数理统计培训心得体会 篇一:《概率论与数理统计》课程学习心得 《概率论与数理统计》课程学习感想 概率论与数理统计是研究随机现象统计规律的科学,既是重要的基础理论,又是实践性很强的应用科学。 概率论与数理统计是现代数学的一个重要分支。近二十年来,随着计算机的发展以及各种统计软件的开发,概率统计方法在金融、保险、生物、医学、经济、运筹管理和工程技术等领域得到了广泛应用。主要包括:极限理论、随机过程论、数理统计学、概率论方法应用、应用统计学等。极限理论包括强极限理论及弱极限理论;随机过程论包括马氏过程论、鞅论、随机微积分、平稳过程等有关理论。概率论方法应用是一个涉及面十分广泛的领域,包括随机力学、统计物理学、保险学、随机网络、排队论、可靠性理论、随机信号处理等有关方面。它主要是通过数学建模,理论分析、推导,数值计算以及计算机模拟等理论分析、统计分析和模拟分析,以求研究和分析所涉及的理论问题和实际问题。 实用性赋予了概率论与数理统计强大的生命力。17世纪概率论与数理统计作为学科诞生后,其方法就被英国古典政治经济学创始人佩蒂引进到社会经济问题的研究中,他提倡让实际数据说话,其对资本主义经济的研究从流通领域进入生产领域,对商品的价值量做了正确的分析。

生活中会遇到这样的事例:有四张彩票供三个人抽取,其中只有一张彩票有奖。第一个人去抽,他的中奖概率是25%,结果没抽到。第二个人看了,心里有些踏实了,他中奖的概率是33%,结果他也没抽到。第三个人心里此时乐开了花,其他的人都失败了,觉得自己很幸运,中奖的机率高达50%,可结果他同样没中奖。由此看来,概率的大小只是在效果上有所不同,很大的概率给人的安慰感更为强烈。但在实质上却没有区别,每个人中奖的概率都是50%,即中奖与不中奖。 同样的道理,对于个人而言,在生活中要成功做好一件事的概率是没有大小之分的,只有成功或失败之分。但这概率的大小却很能影响人做事的心态。 如果说概率有大小之分,那应该不是针对个体而言,而是从一个群体出发,因为不同的人有不同的信念,有不同的做事方法。把地球给撬起来,这在大多数 人眼里是绝对不可能的。但在牛人亚里士多德眼里,他觉得成功做这事的概率那是100%——绝对没问题,只要你给他一个支点和足够长的杠杆。就像前面提到的抽奖一样,25%、33%和50%这些概率只不过是外界针对这个群体给出的。25%的机率同样能中奖,50%的机率也会不中奖,对于抽奖者个人而言,没有概率大小之分,只有中与不中之分。别人说做这件事相当容易,切莫掉以轻心,也许你做这件事

学习概率论与数理统计感想

学习概率论与数理统计感想 作者:丁彦军学号:1130610816 班级:1306108 摘要:概率论与数理统计是一门与生活息息相关的学科,在生活中很多方面都有很广泛的应用,通过本学期对于这门课程的学习,我更加深刻的体会到了这一点。同时,了解一些概率论的发展历史和现状有助于我们更好的理解和学习这门课程的研究对象和方法,也有助于我们掌握这门课程的精髓。 关键词:概率论起源发展应用 通过这学期对概率论与数理统计这门课的学习,我认识到,概率是研究随机现象规律的学科,它为人们认识客观世界提供了重要的思维模式和解决问题的方法,同时为统计学的发展提供了理论基础。同时,通过概率课还了解了概率的意义,概率是用来度量随机事件发生可能性大小的一个量,而实际结果是事件发生或不发生这两种情况中的一种。 了解这些后,我对概率论和数理统计的起源和发展历史以及它目前的发展情况产生了浓厚的兴趣。英国数学家格雷舍(Galisber,1848一1928)曾经说过:“任何企图将一种科目和它的历史割裂开来,我确信,没有哪一种科目比数学的损失更大。”了解和研究概率论发展的历史,有助于我们加深对这门课程研究对象、研究方法的了解;有利于总结成功经验和失败教训,启迪我们更好地学习这门课程。 下面介绍概率论的起源和发展历史: 1.古典概率时期(十七世纪)

概率论的早期研究大约在十六世纪到十一七世纪之间。这段期间,欧洲进入文艺复兴时期,工业革命已开始蔓延。伴随工业发展提出的误差问题,伴随航海事业发展产生的天气预报问题,伴随商业发展而产生的贸易、股票、彩票和银行、保险公司等,加之人们越来越需要了解的患病率、死亡率、灾害规律等问题,急需创立一门分析研究随机现象的数学学科。概率论应社会实践的需要出现了。在这个时期,意大利著名物理学家伽俐略(GalileiGalileo,1564.2.18一1642.1.8)就曾对物理实验中出现的误差进行了科学的研究,把误差作为一种随机现象,并估计了他们产生的概率。十七世纪末,瑞士数学家伯努利对惠更斯没有解决的问题给出了解答,并第一次用到了母函数概念。伯努利的成就主要是从理论上证明了大数定理。伯努利的另一重大贡献是研究了独立重复试验概型。由于这种概型研究的是只有两个可能结果的试验,并经多次重复的结果。因此具有很普遍的意义。至今,在许多概率论专著中仍把独立重复试验概型称为“伯努利概型”。 2.初等概率时期(十八世纪) 十八世纪,概率论发展很快,几乎初等概率的全部内容都在这个期间形成。法国杰出的数学家德莫哇佛尔(AbrahamDeMoiver,1667--1754)最早研究了随机变量服从正态分布的情形,发现了正态概率分布曲线。接着,他又发现,许多分布的极限正态分布,并证明了二项分布当 1的情形。这种证明某一分布的极限是正态分布的各种定理,以p=q= 2 后发展成概率论的一个重要组成部分—中心极限定理。英国数学家辛普松(TnomasSimpson,1710一1761)所研究的问题中有一个对产品剔

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