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关于概率论与数理统计的起源发展及其应用

关于概率论与数理统计的起源发展及其应用
关于概率论与数理统计的起源发展及其应用

关于概率论与数理统计的起源发展及

其应用

经济与管理学院

信息管理与信息系统

1121010116

高寒

摘要:概率论与数理统计起源于生活,通过科学的数学研究分析进行深层次的提高于理论化,最终将理论作用于实际,造福于我们平日的生产生活。通过本学期概率论与数理统计这门课的学习,我基本掌握了基本的概率知识,这对于自己以后的发展和创新有着很大的帮助。本文将围绕概率论与数理统计的起源与发展,概率论与数理统计的基本内容,概率论与数理统计在实际生活中的应用展开,来阐述我对本门课程的理解。

关键词:概率;生活;应用;起源;发展

一:概率论与数理统计的起源与发展

概率论产生于十七世纪,本来是有保险事业的发展而产生的,但是来自于赌博者的请求,却是数学家们思考概率论中问题的源泉。

早在1654年,意大利医生兼数学家卡当,据说曾大量地进行过赌博。他在赌博时研究不输的方法,实际是概率论的萌芽。

在那个时代,虽然概率论的萌芽有些进展,但还没有出现真正的概率论。

十七世纪中叶,法国贵族德·美黑在骰子赌博中,由于有要急近处理的事情必须中途停止赌博,要靠对胜负的预测把赌资进行合理的分配,但不知用什么样的比例分配才算合理,于是就写信向当时法国的最高数学家帕斯卡请教。正是这封信使概率论向前迈出了第一步。

帕斯卡和当时第一流的数学家费尔玛一起,研究了德·美黑提出的关于骰子赌博的问题。于是,一个新的数学分支--概率论登上了历史舞台。

三年后,也就是1657年,荷兰著名的天文、物理兼数学家惠更斯企图自己解决这一问题,结果写成了《论机会游戏的计算》一书,这就是最早的概率论著作。

在概率问题早期的研究中,逐步建立了事件、概率和随机变量等重要概念以及它们的基本性质。后来由于许多社会问题和工程技术问题,如:人口统计、保险理论、天文观测、误差理论、产品检验和质量控制等。这些问题的提法,均促进了概率论的发展,从17世纪到19

世纪,贝努利、隶莫弗、拉普拉斯、高斯、普阿松、切贝谢夫、马尔可夫等著名数学家都对概率论的发展做出了杰出的贡献。在这段时间里,概率论的发展简直到了使人着迷的程度。但是,随着概率论中各个领域获得大量成果,以及概率论在其他基础学科和工程技术上的应用,由拉普拉斯给出的概率定义的局限性很快便暴露了出来,甚至无法适用于一般的随机现象。因此可以说,到20世纪初,概率论的一些基本概念,诸如概率等尚没有确切的定义,概率论作为一个数学分支,缺乏严格的理论基础。

概率论的第一本专著是1713年问世的雅各·贝努利的《推测术》。经过二十多年的艰难研究,贝努利在该树种,表述并证明了著名的"大数定律"。所谓"大数定律",简单地说就是,当实验次数很大时,事件出现的频率与概率有较大偏差的可能性很小。这一定理第一次在单一的概率值与众多现象的统计度量之间建立了演绎关系,构成了从概率论通向更广泛应用领域的桥梁。因此,贝努利被称为概率论的奠基人。

为概率论确定严密的理论基础的是数学家柯尔莫哥洛夫。1933年,他发表了著名的《概率论的基本概念》,用公理化结构,这个结构明确定义了概率论发展史上的一个里程碑,为以后的概率论的迅速发展奠定了基础。

20世纪以来,由于物理学、生物学、工程技术、农业技术和军事技术发展的推动,概率论飞速发展,理论课题不断扩大与深入,应用范围大大拓宽。在最近几十年中,概率论的方法被引入各个工程技术学科和社会学科。目前,概率论在近代物理、自动控制、地震预报和气

象预报、工厂产品质量控制、农业试验和公用事业等方面都得到了重要应用。有越来越多的概率论方法被引入导经济、金融和管理科学,概率论成为它们的有力工具。

现在,概率论已发展成为一门与实际紧密相连的理论严谨的数学科学。它内容丰富,结论深刻,有别开生面的研究课题,由自己独特的概念和方法,已经成为了近代数学一个有特色的分支。

数理统计是伴随着概率论的发展而发展起来的一个数学分支,研究如何有效的由集、整理和分析受随机因素影响的数据,并对所考虑的问题作出推断或预测,为采取某种决策和行动提供依据或建议.

数理统计起源于人口统计、社会调查等各种描述性统计活动.公元前2250年,大禹治水,根据山川土质,人力和物力的多寡,分全国为九州;殷周时代实行井田制,按人口分地,进行了土地与户口的统计;春秋时代常以兵车多寡论诸侯实力,可见已进行了军事调查和比较;汉代全国户口与年龄的统计数字有据可查;明初编制了黄册与鱼鳞册,黄册乃全国户口名册,鱼鳞册系全国土地图籍,绘有地形,完全具有现代统计图表的性质.可见,我国历代对统计工作非常重视,只是缺少系统研究,未形成专门的著作.

西方各国,统计工作开始于公元前3050年,埃及建造金字塔,为征收建筑费用,对全国人口进行普查和统计.到了亚里土多德时代,统计工作开始往理性演变.这时,统计在卫生、保险、国内外贸易、军事和行政管理方面的应用,都有详细的记载.统计一词,就是从意大利一词逐步演变而成的.

数理统计的发展大致可分为古典时期、近代时期和现代时期三个阶段.

古典时期(19世纪以前).这是描述性的统计学形成和发展阶段,是数理统计的萌芽时期.在这一时期里,瑞土数学家贝努里(1654-1795年)较早地系统论证了大数定律.1763年,英国数学家贝叶斯提出了一种归纳推理的理论,后被发展为一种统计推断方法――贝叶斯方法,开创了数理统计的先河.法国数学家棣莫佛(1667-1754)于1733年首次发现了正态分布的密度函数并计算出该曲线在各种不同区间内的概率,为整个大样本理论奠定了基础.1 809年,德国数学家高斯(1777-1855)和法国数学家勒让德(1752-1833)各自独立地发现了最小二乘法,并应用于观测数据的误差分析.在数理统计的理论与应用方面都作出了重要贡献,他不仅将数理统计应用到生物学,而且还应用到教育学和心理学的研究.并且详细地论证了数理统计应用的广泛性,他曾预言:"统计方法,可应用于各种学科的各个部门."

近代时期(19世纪末至1845年).数理统计的主要分支建立,是数理统计的形成时期.上一世纪初,由于概率论的发展从理论上接近完备,加之工农业生产迫切需要,推动着这门学科的蓬勃发展.

1889年,英国数学家皮尔逊(1857-1936)提出了矩估计法,次年又提出了频率曲线的理论.并于1900年在德国数学家赫尔梅特在发现χ2分布的基础上提出了χ2 检验,这是数理统计发展史上出现的第一个小样本分布.

1908年,英国的统计学家戈塞特(1876-1937)创立了小样本检验代替了大样本检验的理论和方法(即t分布和t检验法),这为数理统计的另一分支――多元分析奠定理论基础.

1912年,英国统计学家费歇(1890-1962)推广了t检验法,同时发展了显著性检验及估计和方差分析等数理统计新分支.

这样,数理统计的一些重要分支如假设检验、回归分析、方差分析、正交设计等有了其决定其面貌的内容和理论.数理统计成为应用广泛、方法独特的一门数学学科.

现代时期(1945年以后),美籍罗马尼亚数理统计学家瓦你德(1902-1950)致力于用数学方法使统计学精确化、严密化,取得了很多重要成果.他发展了决策理论,提出了一般的判别问题.创立了序贯分析理论,提出著名的序贯概率比检法.瓦尔德的两本著作《序贯分析》和《统计决策函数论》,被认为是数理发展史上的经典之作.

由于计算机的应用,推动了数理统计在理论研究和应用方面不断地向纵深发展,并产生一些新的分支和边缘性的新学科,如最优设计和非参数统计推断等.

目前,数理统计的应用范围愈来愈广泛,已渗透到许多科学领域,应用到国民经济各个部门,成为科学研究不可缺少的工具.

二、概率论与数理统计的内容

1、概率是随机事件发生的可能性的数量指标。在独立随机事件中,如果某一事件在全部事件中出现的频率,在更大的范围内比较明显的稳定在某一固定常熟附近,就可以认为这个事件发生的概率为这个常数,介于0和1之间。

有一类随机事件,具有两个特点:一,只有有限个可能的结果;二,各个结果发生的可能性相同。这样的随机现象叫做“古典概型”。在客观世界中,存在大量的随机现象,随机现象产生的结果构成了随机事件。如果用变量来描述随机现象的各个结果,就叫做随机变量,它有有限和无限之分,又可根据变量的取值情况分成离散型随机变量和非离散型随机变量。在离散型随机变量的概率分布中,二项分布较典型,在连续型随机变量中正态分布曲线较常见。

2、数理统计包括抽样、适线问题、假设检验、方差分析、相关分析等内容。抽样检验是要通过对子样的调查,来推断总体的情况,在抽样检查中产生了“小样理论”,即在子样很小的情况下,进行分析判断的理论。适线问题也叫曲线拟和,有些问题需要根据积累的经验数据来求出理论分布曲线,从而使整个问题得到了解。但根据什么原则求理论曲线?如何比较同一问题中求出的几种不同曲线?选配好曲线,又如何判断它们的误差?······就属于数理统计中适线问题的讨论范围。假设检验是只在用数理统计方法检验产品的时候,先做出假设,再根据抽样的结果在一定可靠程度上对原假设作出判断。方差分析也叫做离差分析,就是用方差的概念去分析由少数试验就可以做出的判断。

三、概率论与数理统计

掌握了概率论的一些理论知识,我们就可以避免生活中的一些盲目迷信,为实际生活造福。比如股票。概率论是生产生活中的基本规律,股份制是经济生活市场化的产物,股票自然也可以放进概率这口锅里炒。有些人学会了一定程度的经济原理,掌握了一定数量的炒股秘籍之后,就慢慢开始关注概率在这场赌注很大的炸金花游戏中重要的地位。当你计算出自己持有的股票风险和收益概率各占50%时,只要你哪怕只有那么一丁点点想到自己是不是应该逐步减仓的时候,你就已经学会了要及时飞掉这个最基本的游戏规则。股票的魔力在于你因小概率事件吃的亏永远比你因小概率事件没有盈的利对你的影响大的多,炒股最恨的是买了跌,卖了涨,你更不愿意看到哪种情况。成功与否存在一定的不确定性,尽管失败的概率很小,但是概率这东西发明出来就是为了避免失败而存在的。总之,提高股票投资的技术就是提高把握概率的技术,更好的估计一支股票上涨的概率,从而正确地下注,是战胜市场的法宝。

有普遍认为,人们对将要发生的机率总有一种不好的感觉,或者说不安全感,俗称“点背”,下面列出的几个例子可以形象描述人们有时对机率存在的错误的认识:

1.六合彩:在六合彩(49选6)中,一共有13983816种可能性,普遍认为,如果每周都买一个不相同的号,最晚可以在13983816/52(周)=268919年后获得头等奖。事实上这种理解是错误的,因为每次中奖的机率是相等的,中奖的可能性并不会因为时间的推移而变大。

2.生日悖论:在一个足球场上有23个人(2×11个运动员和1个裁判员),不可思议的是,在这23人当中至少有两个人的生日是在同一天的机率要大于50%。

3.轮盘游戏:在游戏中玩家普遍认为,在连续出现多次红色后,出现黑色的机率会越来越大。这种判断也是错误的,即出现黑色的机率每次是相等的,因为球本身并没有“记忆”,它不会意识到以前都发生了什么,其机率始终是18/37。

4轮盘:在电视台举办的猜隐藏在门后面的汽车的游戏节目中,在参赛者的对面有三扇关闭的门,其中只有一扇门的后面有一辆汽车,其它两扇门后是山羊。游戏规则是,参赛者先选择一扇他认为其后面有汽车的门,但是这扇门仍保持关闭状态,紧接着主持人打开没有被参赛者选择的另外两扇门中后面有山羊的一扇门,这时主持人问参赛者,要不要改变主意,选择另一扇门,以使得赢得汽车的机率更大一些?正确结果是,如果此时参赛者改变主意而选择另一扇关闭着的门,他赢得汽车的机率会增加一倍。

概率论与数理统计的应用几乎遍布所有的科学技术领域,工农生产和国民经济的各个部门。如:

1、气象、水文、地震预报、人口的控制及预测都与概率论紧密相关。

2、产品的抽样验收,新研制的药品是否能在临床中应用要用到假设检验。

3、寻求最佳生产方案要进行实验设计和数据处理。

4、电子系统的设计,火箭卫星的研制与发射都离不开可靠性估计。

5、处理通信问题,需要研究通信论。

6、探讨太阳黑子的变化规律时,时间序列分析方法非常有用。

7、研究化学反应的时变率,要以马尔科夫过程来描述。

8、生物学中研究群体的增长问题时,提出了生灭型随机模型,传染病流行问题要用到多变量生灭型随机模型。

9、许多服务系统,如电话通信、船舶装卸、机器维修、病人候诊、红绿灯转换等,都可用一类概率模型来描述,其涉及到的知识就是排队论。

在经济现象中往往存在众多不确定因素,所以决策总带有一定的风险。数理理论在企业风险决策管理中就必不可少了。下面以具体例子加以说明。

例1某物流企业有十万元,现在又三种投资方案:意识投资低端运载机械获取利息,假设年利率是5%,则可获得利息5,000元;二是投资中端运载机械的收益取决于经济形势,若经济形势好可获利2万元,形势一般可获利1万元,形势差则要损失1万元;三是高端运输机械,若经济形势好可获利4万元,形势一般可获利2万元,形势差则损失3万元。假设经济形势好、一般、差的概率分别为30%,50%和20%,则哪一种投资方案收益最大?

解:不同经济形势下投资的收益也不同,所以采用期望值标准。设E1,E2,E3分别表示投资低端,中端,高端所获得的收益的期望,则:

E1=5000元

E2=20000?0.3+10000?0.5+(-10000)?0.2=9000元

E3=40000?0.3+20000?0.5+(-30000)?0.2=16000元

所以按最大收益原则,应选择投资高端机械,其期望收益最高。

例2设某企业可信度为0.8,问该企业多次是新后其可信度变为多少?

解:记事件A 为“不可信”,事件B 为“可信”,则客户过去对该企业印象为P(B)=0.8,P(A)=1-P(B)=0.2,用贝叶斯公式来求P(B 丨A),即该企业失信一次后客户对其可信度的改变。计算中我们要用到概率(|)0.1P A B =,(|)0.5P A B = 第一次客户相信该企业,发现该企业不可信,对该企业的可信度变为

(|)()(|)/[()(|)()(|)]0.444P B A P B P A B P B P A B P B P A B =+=

这表明,客户上了一次当后对该企业的可信度由原来的0.8变为0.444,在此基础上再一次用贝叶斯公式计算P(B 丨A),得到信用度为0.138。

以上分析表明,客户经过再次上当,对这家企业的可信度降低。多次上当后,可信度会降到极其小。

例3游客乘电梯从底层到电视塔顶层观光;电梯于每个整点的第5分钟,25分钟和55分钟从底层起行。假设一游客在早八点的第X 分钟到达底层候梯处,且X 在[0,60]上均匀分布,求该游客等候时间的数学期望.

解: 设候梯时间为T ,则

5,5,25,525,()55,

2555605,55.X X X X T g X X X X X -≤??-<≤?==?-<≤??-+>?

6001[()]()()()60ET E g X g x f x dx g x dx +∞-∞===??? 52555600525551(5)(25)(55)(65)60x dx x dx x dx x dx ??=

-+-+-+-???????? 1[12.520045037.5]11.67

60=

+++=. 例4设(,)X Y 的概率密度为

,0,(,)0,.y e x y f x y -?<

解: 0,0,0,0,()(,),0.,0;X x y x x x f x f x y dy e x e dy x +∞+∞---∞≤?≤??===??>>????

?

00,0,0,0,()(,),0.

,0;y Y y y y y f y f x y dx ye y e dx y +∞---∞?≤?≤??===??>>?????

? 111122001(1)(,)()x y x x x x y P X Y f x y dxdy e dy dx e e e dx ----+≤??+≤=

==- ??????

?? 1

1212e e --=-+.

例5设A 和B 两批导线是用不同工艺生产的,今随机地从每批导线中抽取5根测量电阻,算得2271 1.0710A S S -==?,2262 5.310B S S -==?,若A 批导线的电阻服从2

12(,)N μσ分布,B 批导线的电阻服从222(,)N μσ,求2

122σσ的置信度为0.90的置信区间.

解: 2

122σσ的置信区间为 22221212/2121/212//(1,1)(1,1)S S S S F n n F n n αα-?? ?----??

其中 2726120.051.0710, 5.310,0.10,(4,4) 6.39.

S S F α--=?=?== 0.950.051(4,4)0.1565(4,4)F F =

=.

所以 2

122σσ的置信度0.90下的置信区间为

1.07/53 1.07/53,(0.0032,0.1290)6.390.1565??= ???

实践证明,概率统计在现代社会各个方面的应用是极其广泛的,在知道人们经济决策等方面也发挥着重大作用。通过在各领域中应用的典型实例,可以验证概率选择在现代管理应用中的作用与有效性。所以,概率统计将越来越成为不可或缺的应用理论。

总结

虽然概率论最早产生于17世纪,然而其公理体系只在20世纪的20至30年代才建立起来并得到迅速发展,一些概念和简单的方法,早期主要用于赌博和人口统计模型在过去的半个世纪里概率论在越来越多的新兴领域显示了它的应用性和实用性,例如:物理、化学、生物、医学、心理学、社会学、政治学、教育学,经济学以及几乎所有的工程学等领域随着人类的社会实践,人们需要了解各种不确定现象中隐含的必然规律性,并用数学方法研究各种结果

出现的可能性大小,从而产生了概率论,并使之逐步发展成一门严谨的学科。特别值得一提的是,概率论是今天数理统计的基础,其结果被用做问卷调查的分析资料或者对经济前景进行预测。

概率与统计的方法日益渗透到各个领域,并广泛应用于自然科学、经济学、医学、金融保险甚至人文科学中。为人类世纪的生产生活带来便利。

概率论的起源与发展

概率论的起源与发展 三四百年前在欧洲许多国家,贵族之间盛行赌博之风。掷骰子是他们常用的一种赌博方式。 因骰子的形状为小正方体,当它被掷到桌面上时,每个面向上的可能性是相等的,即出现1点至6点中任何一个点数的可能性是相等的。有的参赌者就想:如果同时掷两颗骰子,则点数之和为9与点数之和为10,哪种情况出现的可能性较大? 17世纪中叶,法国有一位热衷于掷骰子游戏的贵族德·梅耳,发现了这样的事实:将一枚骰子连掷四次至少出现一个六点的机会比较多,而同时将两枚骰子掷24次,至少出现一次双六的机会却很少。 这是什么原因呢?后人称此为著名的德·梅耳问题。又有人提出了“分赌注问题”:两个人决定赌若干局,事先约定谁先赢得6局便算赢家。如果在一个人赢3局,另一人赢4局时因故终止赌博,应如何分赌本? 诸如此类的需要计算可能性大小的赌博问题提出了不少,但他们自己无法给出答案。 参赌者将他们遇到的上述问题请教当时法国数学家帕斯卡,帕斯卡接受了这些问题,他没有立即回答,而把它交给另一位法国数学家费尔马。他们频频通信,互相交流,围绕着赌博中的数学问题开始了深入细致的研究。这些问题后来被来到巴黎的荷兰科学家惠更斯获悉,回荷兰后,他独立地进行研究。 帕斯卡和费尔马一边亲自做赌博实验,一边仔细分析计算赌博中出现的各种问题,终于完整地解决了“分赌注问题”,并将此题的解法向更一般的情况推广,从而建立了概率论的一个基本概念——数学期望,这是描述随机变量取值的平均水平的一个量。而惠更斯经过多年的潜心研究,解决了掷骰子中的一些数学问题。1657年,他将自己的研究成果写成了专著《论掷骰子游戏中的计算》。这本书迄今为止被认为是概率论中最早的论著。因此可以说早期概率论的真正创立者是帕斯卡、费尔马和惠更斯。这一时期被称为组合概率时期,计算各种古典概率。 在他们之后,对概率论这一学科做出贡献的是瑞士数学家族——贝努利家族的几位成员。雅可布·贝努利在前人研究的基础上,继续分析赌博中的其他问题,给出了“赌徒输光问题”的详尽解法,并证明了被称为“大数定律”的一个定理,这是研究等可能性事件的古典概率论中的极其重要的结果。大数定律证明的发现过程是极其困难的,他做了大量的实验计算,首先猜想到这一事实,然后为了完善这一猜想的证明,雅可布花了20年的时光。雅可布将他的全部心血倾注到这一数学研究之中,从中他发展了不少新方法,取得了许多新成

概率论与数理统计及其应用第二版课后答案浙江大学

第1章 随机变量及其概率 1,写出下列试验的样本空间: (1) 连续投掷一颗骰子直至6个结果中有一个结果出现两次,记录投 掷的次数。 (2) 连续投掷一颗骰子直至6个结果中有一个结果接连出现两次, 记录投掷的次数。 (3) 连续投掷一枚硬币直至正面出现,观察正反面出现的情况。 (4) 抛一枚硬币,若出现H 则再抛一次;若出现T,则再抛一颗骰子,观 察出现的各种结果。 解:(1)}7,6,5,4,3,2{=S ;(2)},4,3,2{Λ=S ;(3)},,,,{ΛTTTH TTH TH H S =;(4)}6,5,4,3,2,1,,{T T T T T T HT HH S =。 2,设B A ,就是两个事件,已知,125.0)(,5.0)(,25.0)(===AB P B P A P ,求)])([(),(),(),(___ ___AB B A P AB P B A P B A P ??。 解:625.0)()()()(=-+=?AB P B P A P B A P , 375.0)()(])[()(=-=-=AB P B P B A S P B A P , 875.0)(1)(___ --=AB P AB P , 5.0)(625.0)])([()()])([()])([(___=-=?-?=-?=?AB P AB B A P B A P AB S B A P AB B A P 3,在100,101,…,999这900个3位数中,任取一个3位数,求不包含数字1个概率。 解:在100,101,…,999这900个3位数中不包含数字1的3位数的个数为648998=??,所以所求得概率为

概率的起源和发展

概率论的起源与发展 一、 概率的起源: 三四百年前在欧洲许多国家,贵族之间盛行赌博之风。掷骰子是他们常用的一种赌博方式。因骰子的形状为小正方体,当它被掷到桌面上时,每个面向上的可能性是相等的,即出现1点至6点中任何一个点数的可能性是相等的。有的参赌者就想:如果同时掷两颗骰子,则点数之和为9与点数之和为10,哪种情况出现的可能性较大? 17世纪中叶,法国有一位热衷于掷骰子游戏的贵族德·梅耳,发现了这样的事实:将一枚骰子连掷四次至少出现一个六点的机会比较多,而同时将两枚骰子掷24次,至少出现一次双六的机会却很少。 这是什么原因呢?后人称此为著名的德·梅耳问题。 二、 数学家们参与赌博: 又有人提出了“分赌注问题”:两个人决定赌若干局,事先约定谁先赢得5局便算赢家。如果在一个人赢3局,另一人赢4局时因故终止赌博,应如何分赌本?诸如此类的需要计算可能性大小的赌博问题提出了不少,但他们自己无法给出答案。 参赌者将他们遇到的上述问题请教当时法国数学家帕斯卡,帕斯卡接受了这些问题,他没有立即回答,而把它交给另一位法国数学家费尔马。他们频频通信,互相交流,围绕着赌博中的数学问题开始了深入细致的研究。后来,这些问题被来到巴黎的荷兰科学家惠更斯获悉,回荷兰后,他独立地进行研究。 帕斯卡和费尔马两人一边亲自做赌博实验,一边仔细分析计算赌博中出现的各种问题,终于完整地解决了“分赌注问题”—— 正确的答案是:赢了4局的拿这个钱的43,赢了3局的拿这个钱的4 1。为什么呢?假定他们俩再赌一局,或者 A 赢,或者 B 赢。若是 A 赢满了5局,钱应该全归他;A 如果输了,即 A 、

B 各赢4局,这个钱应该对半分。现在,A 赢、输的可能性都是 2 1,所以,他拿的钱应该是21×1+21×21=43;当然,B 就应该得41。 他们将此题的解法向更一般的情况推广,从而建立了概率论的一个基本概念——数学期望,这是描述随机变量取值的平均水平的一个量。 三、 概率论的初步形成: 惠更斯经过多年的潜心研究,解决了掷骰子中的一些数学问题。1657年,他将自己的研究成果写成了专著《论掷骰子游戏中的计算》。这本书迄今为止被认为是概率论中最早的论著。因此可以说早期概率论的真正创立者是帕斯卡、费尔马和惠更斯。这一时期被称为组合概率时期,计算各种古典概率。 在他们之后,对概率论这一学科做出贡献的是瑞士数学家族——贝努利家族的几位成员。雅可布·贝努利在前人研究的基础上,继续分析赌博中的其他问题,给出了“赌徒输光问题”的详尽解法,并证明了被称为“大数定律”的一个定理,这是研究等可能性事件的古典概率论中的极其重要的结果。大数定律证明的发现过程是极其困难的,他做了大量的实验计算,首先猜想到这一事实,然后为了完善这一猜想的证明,雅可布花了20年的时光。雅可布将他的全部心血倾注到这一数学研究之中,从中他发展了不少新方法,取得了许多新成果,终于将此定理证实。 四、著名的“圣彼得堡问题” 1713年,雅可布的著作《猜度术》出版。遗憾的是在他的大作问世之时,雅可布已谢世8年之久。雅可布的侄子尼古拉·贝努利也真正地参与了“赌博”。他提出了著名的“圣彼得堡问题”:甲乙两人赌博,甲掷一枚硬币到掷出正面为一局。若甲掷一次出现正面,则乙付给甲一个卢布;若甲第一次掷得反面,第二次掷得正面,乙付给甲2个卢布;若甲前两次掷得反面,第三次得到正面,乙付给甲5个卢布。一般地,若甲前n -1次掷得反面,第n 次掷得正面,则乙需付给甲2n-1个卢布。问在赌博开始前甲应付给乙多少卢布才有权参加赌博而不致亏损乙方?尼古拉同时代的许多数学家研究了这个问题,并给出了一些不同的解法。但其结果是很奇特的,所付的款数竟为无限大。即不管甲事先拿出多少

概率论与数理统计的发展

数理统计学前沿简介 (陈希孺院士访谈) 一、概率论与数理统计学的产生和发展 记者:陈希孺院士,请你谈谈概率论与数理统计学学科的诞生和发展情况。 陈希孺院士:我们先从数理统计学开始,数理统计学是研究收集数据、分析数据并据以对所研究的问题作出一定的结论的科学和艺术。数理统计学所考察的数据都带有随机性(偶然性)的误差。这给根据这种数据所作出的结论带来了一种不确定性,其量化要借助于概率论的概念和方法。数理统计学与概率论这两个学科的密切联系,正是基于这一点。 统计学起源于收集数据的活动,小至个人的事情,大至治理一个国家,都有必要收集种种有关的数据,如在我国古代典籍中,就有不少关于户口、钱粮、兵役、地震、水灾和旱灾等等的记载。现今各国都设有统计局或相当的机构。当然,单是收集、记录数据这种活动本身并不能等同于统计学这门科学的建立,需要对收集来的数据进行排比、整理,用精炼和醒目的形式表达,在这个基础上对所研究的事物进行定量或定性估计、描述和解释,并预测其在未来可能的发展状况。例如根据人口普查或抽样调查的资料对我国人口状况进行描述,根据适当的抽样调查结果,对受教育年限与收入的关系,对某种生活习惯与嗜好(如吸烟)与健康的关系作定量的评估。根据以往一般时间某项或某些经济指标的变化情况,预测其在未来一般时间的走向等,做这些事情的理论与方法,才能构成一门学问——数理统计学的内容。

这样的统计学始于何时?恐怕难于找到一个明显的、大家公认的起点。一种受到某些著名学者支持的观点认为,英国学者葛朗特在1662年发表的著作《关于死亡公报的自然和政治观察》,标志着这门学科的诞生。中世纪欧洲流行黑死病,死亡的人不少。自1604年起,伦敦教会每周发表一次“死亡公报”,记录该周内死亡的人的姓名、年龄、性别、死因。以后还包括该周的出生情况——依据受洗的人的名单,这基本上可以反映出生的情况。几十年来,积累了很多资料,葛朗特是第一个对这一庞大的资料加以整理和利用的人,他原是一个小店主的儿子,后来子承父业,靠自学成才。他因这一部著作被选入当年成立的英国皇家学会,反映学术界对他这一著作的承认和重视。 这是一本篇幅很小的著作,主要内容为8个表,从今天的观点看,这只是一种例行的数据整理工作,但在当时则是有原创性的科研成果,其中所提出的一些概念,在某种程度上可以说沿用至今,如数据简约(大量的、杂乱无章的数据,须注过整理、约化,才能突出其中所包含的信息)、频率稳定性(一定的事件,如“生男”、“生女”,在较长时期中有一个基本稳定的比率,这是进行统计性推断的基础)、数据纠错、生命表(反映人群中寿命分布的情况,至今仍是保险与精算的基础概念)等。 葛朗特的方法被他同时代的政治经济学家佩蒂引进到社会经济问题的研究中,他提倡在这类问题的研究中不能尚空谈,要让实际数据说话,他的工作总结在他去世后于1690年出版的《政治算术》一书中。 当然,也应当指出,他们的工作还停留在描述性的阶段,不是现代意义下的数理统计学,那时,概率论尚处在萌芽的阶段,不足以给数理统计学的发展提供充分的理论支持,但不能由此否定他们工作的重大意义,作为现代数理统计学发展的几个源头之一,他们以及后续学者在人口、社会、经济等

概率论与数理统计概率历史介绍

概率论与数理统计概率历史介绍

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.

概率论与数理统计在生活中的应用

概率论与数理统计在生活中的应用 单位:兴隆场初级中学姓名:姜宏琼 摘要:随机现象无处不在,渗透于日常生活的方方面面和科学技术的各个领域,概率论就是通过研究随机现象及其规律从而指导人们从事物表象看到其本质的一门科学。生活中买彩票显示了小概率事件发生的几率之小,抽签与体育比赛赛制的选择用概率体现了公平与不公平,用概率来指导决策,减少错误与失败等等,显示了概率在人们日常生活中越来越重要。数理统计在人们的生活中也不断的发挥重要的作用,如果没有统计学,人们在收集资料和进行各项的大型的数据收集工作是非常困难的,通过对统计方法的研究,使得我们处理各种数据更加简便,所以统计也是一门很实用的科学,应该受到大家的重视。 关键字:概率、保险、彩票、统计、数据、应用 由赌徒的问题引起,概率逐渐演变成一门严谨的科学。1654年,有一个法国赌徒梅勒遇到了一个难解的问题:梅勒和他的一个朋友每人出30个金币,两人谁先赢满3局谁就得到全部赌注。在游戏进行了一会儿后,梅勒赢了2局,他的朋友赢了1局。这时候,梅勒由于一个紧急事情必须离开,游戏不得不停止。他们该如何分配赌桌上的60个金币的赌注呢?梅勒的朋友认为,既然他接下来赢的机会是梅勒的一半,那么他该拿到梅勒所得的一半,即他拿20个金币,梅勒拿40个金币。然而梅勒争执道:再掷一次骰子,即使他输了,游戏是平局,他最少也能得到全部赌注的一半——30个金币;但如果他赢了,并可拿走全部的60个金币。在下一次掷骰子之前,他实际上已经拥有了30个金币,他还有50%的机会赢得另外30个金币,所以,他应分得45个金币。 赌本究竟如何分配才合理呢?后来梅勒把这个问题告诉了当时法国著名的数学家帕斯卡,这居然也难住了帕斯卡,因为当时并没有相关知识来解决此类问题,而且两人说的似乎都有道理。帕斯卡又写信告诉了另一个著名的数学家费马,于是在这两位伟大的法国数学家之间开始了具有划时代意义的通信,在通信中,他们最终正确地解决了这个问题。他们设想:如果继续赌下去,梅勒(设为甲)和他朋友(设为乙)最终获胜的机会如何呢?他们俩至多再赌2局即可分出胜负,这2局有4种可能结果:甲甲、甲乙、乙甲、乙乙。前3种情况都是甲最后取胜,只有最后一种情况才是乙取胜,所以赌注应按3:1的比例分配,即甲得

概率论的发展史

概率论的发展史 摘要:概率论是一门研究随机现象的数学规律的学科。它起源于十七世纪中叶,当时刺激数学家们首先思考概率论的问题,却是来自赌博者的问题。费马、帕斯卡、惠更斯对这个问题进行了首先的研究与讨论,科尔莫戈罗夫等数学家对它进行了公理化。后来,由于社会和工程技术问题的需要,促使概率论不断发展,隶莫弗、拉普拉斯、高斯等著名数学家对这方面内容进行了研究。发展到今天,概率论和以它作为基础的数理统计学科一起,在自然科学,社会科学,工程技术,军事科学及生产生活实际等诸多领域中起着不可替代的作用。 关键词:概率论公理化随机现象赌博问题 17世纪资本主义经济的发展和文艺复兴运动的兴起,给欧洲数学注入了新的活力,欧洲数学家们开始以前所未有的热情投入到数学科学的研究中去。在这一个世纪里,他们不仅建立起了以解析几何和微积分为代表的变量数学,进一步研究现实世界中的必然现象及其规律,而且还开始了对偶然现象的研究,这就是所谓的概率论。记得大数学家庞加莱说过:“若想预见数学的将来,正确的方法是研究它的历史和现状。” 一、概率论的起源 概率论是一门研究随机现象的数学规律的学科。十分有趣的是,这样一门重要的数学分支,竟然起源于对赌博问题的研究。 1653年的夏天,法国著名的数学家、物理学家帕斯卡(Blaise Pascal,1623——1662)前往浦埃托镇度假,旅途中,他遇到了“赌坛老手”梅累。为了消除旅途的寂寞,梅累向帕斯卡提出了一个十分有趣的“分赌注”的问题。问题是这样的——一次,梅累与其赌友赌掷骰子,每人押了32个金币,并事先约定:如果梅累先掷出三个6点,或其赌友先掷出三个4点,便算赢家。遗憾的是,这场赌注不算小的赌博并未能顺利结束。当梅累掷出两次6点,其赌友掷出一次4点时,梅累接到通知,要他马上陪同国王接见外宾。君命难违,但就此收回各自的赌注又不甘心,他们只好按照已有的成绩分取这64个金币。这下可把他难住了。所以,当他碰到大名鼎鼎的帕斯卡,就迫不及待地向他请教了。然而,梅累的貌似简单的问题,却真正难住他了。虽然经过了长时间的探索,但他还是无法解决这个问题。 1654年左右,帕斯卡与费马在一系列通信中讨论了类似的“合理分配赌金”的问题。该问题可以简化为: 甲、乙两人同掷一枚硬币,规定:正面朝上,甲得一点;若反面朝上,乙得一点,先积满3点者赢取全部赌注。假定在甲得2点、乙得1点时,赌局由于某种原因中止了,问应该怎样分配赌注才算公平合理。 帕斯卡:若在掷一次,甲胜,甲获全部赌注,两种情况可能性相同,所以这两种情况平均一下,乙胜,甲、乙平分赌注。甲应得赌金的3/4,乙得赌金的1/4。 费马:结束赌局至多还要2局,结果为四种等可能情况: 情1234

概率论与数理统计及其应用第二版课后答案

第1章 随机变量及其概率 1,写出下列试验的样本空间: (1) 连续投掷一颗骰子直至6个结果中有一个结果出现两次,记录 投掷的次数。 (2) 连续投掷一颗骰子直至6个结果中有一个结果接连出现两次, 记录投掷的次数。 (3) 连续投掷一枚硬币直至正面出现,观察正反面出现的情况。 (4) 抛一枚硬币,若出现H 则再抛一次;若出现T ,则再抛一颗骰 子,观察出现的各种结果。 解:(1)}7,6,5,4,3,2{=S ;(2)},4,3,2{ =S ;(3)},,,,{ TTTH TTH TH H S =;(4)}6,5,4,3,2,1,,{T T T T T T HT HH S =。 2,设B A ,是两个事件,已知,125.0)(,5.0)(,25.0)(===AB P B P A P ,求 )])([(),(),(),(___ ___ AB B A P AB P B A P B A P ??。 解:625.0)()()()(=-+=?AB P B P A P B A P , 375.0)()(])[()(=-=-=AB P B P B A S P B A P , 875.0)(1)(___ --=AB P AB P , 5 .0)(625.0)])([()()])([()])([(___ =-=?-?=-?=?AB P AB B A P B A P AB S B A P AB B A P 3,在100,101,…,999这900个3位数中,任取一个3位数,求不包含数字1个概率。

解:在100,101,…,999这900个3位数中不包含数字1的3位数的个数为648998=??,所以所求得概率为 72.0900 648 = 4,在仅由数字0,1,2,3,4,5组成且每个数字之多出现一次的全体三位数中,任取一个三位数。(1)求该数是奇数的概率;(2)求该数大于330的概率。 解:仅由数字0,1,2,3,4,5组成且每个数字之多出现一次的全体三位数的个数有100455=??个。(1)该数是奇数的可能个数为 48344=??个,所以出现奇数的概率为 48.0100 48 = (2)该数大于330的可能个数为48454542=?+?+?,所以该数大于330的概率为 48.0100 48 = 5,袋中有5只白球,4只红球,3只黑球,在其中任取4只,求下列事件的概率。 (1)4只中恰有2只白球,1只红球,1只黑球。 (2)4只中至少有2只红球。 (3)4只中没有白球。 解: (1)所求概率为338 4 12 1 31425=C C C C ;

从身边实例探究概率的起源与发展

从身边实例探究概率的起源与发展 ——感悟数学之美,体验智慧飞扬 摘要:从生活中常见的“有奖抽签”入手,引出对概率问题的探索。将概率的发展历程分为四个阶段,分别介绍各个阶段的主要成就及代表人物。最后结合探究概率起源与发展的经历,简要概括个人对数学之美的感悟。 关键词:抽签;概率;起源;发展 生活中我们经常看到这样的情景:街头有人席地设摊,招牌上醒目地写着:“有奖抽签销售”,任何人都可以免费从摊主小布口袋中的20个小球(其中有10个红球,10个蓝球)中摸出10个,除摸得5红5蓝这种情况外,其他各种情况均可马上获得奖金(或实物)。奖金设置如下:摸得10红或10蓝者奖50元;摸得9红1蓝或9蓝1红者奖25元;摸得8红2蓝或8蓝2红者奖5元;摸得7红3蓝或7蓝3红者奖1.5元;摸得6红4蓝或6蓝4红奖0.5元。但摸得5红5蓝者必须用6元钱向摊主购买两双袜子。① 很多路人都会被这“优厚的待遇”所冲昏头脑,心想这种抽签不是明摆着给顾客送钱吗?于是一时窃喜,连忙参加这一看上去稳赚不赔的抽签活动。可是冷静下来想一想,这种免费抽签究竟谁获利呢?摊主究竟是真傻呢还是大智若愚呢?要研究这个问题,就会利用到概率知识。那么什么是概率呢?概率是怎样发展起来的呢?根据笔者所搜集的资料,本文主要从这两方面来探究概率的起源与发展。 概率论是一门从数量侧面研究随机现象规律的数学分支。其理论严谨,应用广泛,发展迅速。从历史发展的角度,概率的发展史大致可分为四个阶段,即方法积累阶段、理论概括阶段、系统整理阶段和公理体系阶段。以下我将分别介绍这四个阶段概率论的发展概况,代表人物,主要成就以及四个阶段之间的理论继承与创新关系。 第一阶段:概率论的萌芽——方法积累阶段 说到概率论的起源,就不得不提到历史上著名的“赌徒的难题”。公元1651年,赌徒德·梅尔向数学家帕斯卡请教一个亲身所遇的“分赌金”问题。问题是这样的:一次德·梅尔和赌友掷骰子,各押赌注32个金币,德·梅尔若先掷出三次“6点”,或赌友先掷出三次“4点”,就算赢了对方。赌博进行了一段时间,德·梅尔已掷出了两次“6点”,赌友也掷出了一次“4点”。这时,德·梅尔奉命要立即去晋见国王,赌博只好中断。那么两人应该怎么分这64个金币的赌金呢? 赌友说,德·梅尔要再掷一次“6点”才算赢,而他自己若能掷出两次“4点”也就赢了。这样,自己所得应该是德·梅尔的一半,即得64个金币的三分之一,而德·梅尔得三分之二。德·梅尔争辩说,即使下一次赌友掷出了“4点”,两人也是秋色平分,各自收回32个金币,何况那一次自己还有一半的可能得16个金币呢?所以他主张自己应得全部赌金的四分之三,赌友只能得四分之一②。 德·梅尔的问题居然把帕斯卡给难住了。他为此苦苦想了三年,终于在1654年悟出了一点儿道理。于是他把自己的想法写信告诉他的好友,当时号称数坛“怪杰”的费尔马,两人对此展开热烈的讨论。他们频频通信,互相交流,围绕着赌博中的数学问题开始了深入细致的研究。这些问题后来被荷兰科学家惠更斯获悉,他独立地进行了研究。帕斯卡和费尔马一边亲自做赌博实验,一边仔细分析计算赌博中出现的各种问题,终于完整地解决了“分赌金问题”,并将此题的解法向更一般的情况推广,从而建立了概率论的一个基本概念——数学期望,这是描述随机变量取值的平均水平的一个量。而惠更斯经过多年的潜心研究,解决了掷骰子中的一些数学问题。1657年,他将自己的研究成果写成了专著《论掷骰子游戏中 ①引自《谁获利?》,论文网,2000年 ②引自《概率发展简史》

概率论的那些事儿

概率论的那些事 院系:自动化测试与控制系姓名:XXX 学号:1130110XXX 导师:XXXX

摘要:概率史是一门研究随机现象规律的数学分支。它起源于十七世纪中叶,当时在误差分析、人口统计等范筹中,有大量的随机数据资料需要整理和研究,从而孕育出一种专门研究随机现象的规律性的数学。 关键字:概率论博弈发展生活 发展史 概率史是一门研究随机现象规律的数学分支。它起源于十七世纪中叶,当时在误差分析、人口统计等范筹中,有大量的随机数据资料需要整理和研究,从而孕育出一种专门研究随机现象的规律性的数学。另一方面,由于数学家参与讨论分赌本问题导致惠根斯完成了《论赌博中的计算》一书,由此奠定了古典概率论的基础。使概率论成为数学一个分支的另一奠基人是瑞士数学家雅各布伯努利。他的主要贡献是建立了概率论中的第一个极限定理《伯努利大数定理》。之后,法国数学家棣莫弗在他的著作《分析杂论》中提出了著名的《棣莫弗—拉普拉斯定理》。接着拉普拉斯在1812年出版了《概率的分析理论》,首先明确地对概率作了古典的定义。经过高斯和泊松等数学家的努力,概率论在数学中地位基本确立。到了20世纪的30年代,通过俄国数学家柯尔莫哥洛夫在概率论发展史上的杰出贡献,完全使概率论成为了一门严谨的数学分支。近代又出现了理论概率及应用概率论的分支,概率论被广泛的应用到了不同范筹和不同的学科。今天概率论已经成为一个非常庞大的数学分支。研究事物发生究数字重复的几率. 随着18、19世纪科学的发展,人们注意到在某些生物、物理和社会现象与机会游戏之间有某种相似性,从而由机会游戏起源的概率论被应用到这些领域中;同时这也大大推动了概率论本身的发展。使概率论成为数学的一个分支的奠基人是瑞士数学家j.伯努利,他建立了概率论中第一个极限定理,即伯努利大数定律,阐明了事件的频率稳定于它的概率。随后棣莫弗和p.s.拉普拉斯又导出了第二个 基本极限定理(中心极限定理)的原始形式。拉普拉斯在系统总结前人工作的基础上写出了《分析的概率理论》,明确给出了概率的古典定义,并在概率论中引入了更有力的分析工具,将概率论推向一个新的发展阶段。19世纪末,俄国数 学家p.l.切比雪夫、a.a.马尔可夫、a.m.李亚普诺夫等人用分析方法建立了大数定律及中心极限定理的一般形式,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。20世纪初受物理学的刺激,人们开始研究随机过程。这方 面a·n·柯尔莫哥洛夫、n.维纳、a·a·马尔可夫、a·r·辛钦、p·莱维及w·费勒等人作了杰出的贡献。在总体上,概率论是一门研究事情发生的可能性的学问,但是最初概率论的起源与赌博问题有关。16世纪,意大利的学者吉罗拉莫·卡 尔达诺(Girolam oCardano,1501——1576)开始研究掷骰子等赌博中的一些 简单问题。17世纪中叶,当时的法国宫廷贵族里盛行着掷骰子游戏,游戏规则 是玩家连续掷4 次骰子,如果其中没有 6 点出现,玩家赢,如果出现一次 6 点,则庄家(相当于赌场)赢。按照这一游戏规则,从长期来看,庄家扮演赢家的角色,而玩家大部分时间是输家,因为庄家总是要靠此为生的,因此当时人们也就接受了这种现象。后来为了使游戏更刺激,游戏规则发生了些许变化,玩家这回用2 个骰子连续掷24 次,不同时出现2个6点,玩家赢,否则庄家赢。当时人们普遍认为,2 次出现 6 点的概率是一次出现 6 点的概率的 1 / 6 ,因此 6 倍于前一种规则的次数,也既是24 次赢或输的概率与以前是相等的。然而事实却刚好相反,从长期来看,这回庄家处于输家的状态,于是他们去请教当时的数

概率论与数理统计

《概率论与数理统计》 姓名:黄淑芹 学号:1543201000276 班级:数学与应用数学E 时间:2017年6月

概率论与数理统计 摘要:随机现象无处不在,渗透于日常生活的方方面面和科学技术的各个领域,概率论就是通过研究随机现象及其规律从而指导人们从事物表象看到其本质的一门科学。生活中买彩票显示了小概率事件发生的几率之小,抽签与体育比赛赛制的选择用概率体现了公平与不公平,用概率来指导决策,减少错误与失败等等,显示了概率在人们日常生活中越来越重要。数理统计在人们的生活中也不断的发挥重要的作用,如果没有统计学,人们在收集资料和进行各项的大型的数据收集工作是非常困难的,通过对统计方法的研究,使得我们处理各种数据更加简便,所以统计也是一门很实用的科学,应该受到大家的重视。 关键词:概率、统计、数学期望、方差、实际问题、应用 概率论与数理统计是研究随机现象统计规律的一门数学学科,是对随机现象的统计规律进行演绎和归纳的科学。随着社会的不断发展,概率论与数理统计的知识越来越重要,运用抽样数据进行推断已经成为现代社会一种普遍适用并且强有力的思考方式。目前,概率论与数理统计的很多原理方法已被越来越多地应用到交通、经济、医学、气象等各种与人们生活息息相关的领域。本文将就概率论与数理统计的方法与思想,在日常生活中的应用展开一些讨论,,推导出某些表面上并非直观的结论,从中可以看出概率方法与数理统计的思想在解决问题中的高效性、简捷性和实用性。 (一)、概率 要学习与概率有关的知识,首先要知道事件的定义与分类及与它们有关的运算性质: 随机事件 在抛掷一枚均匀硬币的试验中,“正面向上”是一个随机事件,可用A={正面向上}表示。 【1】随机试验中的每一个可能出现的试验结果称为这个试验的一个样本点,记作ωi。全体样本点组成的集合称为这个试验的样本空间,记作Ω.即Ω={ω1,ω2,…,ωn,…}。仅含一个样本点的随机事件称为基本事件,含有多个样本点的随机事件称为复合事件。 在随机试验中,随机事件一般是由若干个基本事件组成的。样本空间Ω的任一子集A称为随机事件。属于事件A的样本点出现,则称事件A发生。例如,在试验E中,令A表示“出现奇数点”,A就是一个随机事件,A还可以用样本点的集合形式表示,即A={1,3,5},它是样本空间Ω的一个子集,在试验中W中,令B表示“灯泡的寿命大于1000小时”,B也是一个随机事件,B也可用样本点的集合形式表示,即B={t|t>1000},B也是样本空间的一个子集。

【概率论】概率论与数理统计在生活中的应用

概率论与数理统计在生活中的应用 材料学院 1211900133 缪克松

摘要:数学在生活中的应用越来越广,而概率也发挥着重要的作用。它不仅在科学技术、工 农业生产和经济管理中发挥着重要作用。而且它常常就发生在我们身边, 出现在我们每一 个人的生里, 只要我们善于利用概率的知识去解决问题, 概率论就会对我们的生活产生积极 的影响。 关键字:概率论;数理统计;生活 概率论与数理统计是研究随机现象统计规律的一门数学学科,是对随机现象的统计规 律进行演绎和归纳的科学。随着社会的不断发展,概率论与数理统计的知识越来越重要, 运用抽样数据进行推断已经成为现代社会一种普遍适用并且强有力的思考方式。目前,概率论与数理统计的很多原理方法已被越来越多地应用到交通、经济、医学、气象等各种与 人们生活息息相关的领域。本文将就概率论与数理统计的方法与思想,在日常生活中的应 用展开一些讨论,从中可以看出概率方法与数理统计的思想在解决问题中的高效性、简捷 性和实用性。 一.随机现象与概率 在自然界和现实生活中, 一些事物都是相互联系和不断发展的。在它们彼此间的联系 和发展中, 根据它们是否有必然的因果联系, 可以分成两大类: 一类是确定性的现象, 指 在一定条件下, 必定会导致某种确定的结果。如, 在标准大气压下, 水加热到 100 ℃, 就 必然会沸腾。事物间的这种联系是属于必然性的。另一类是不确定性的现象。这类现象在 一定条件下的结果是不确定的。例如, 同一个工人在同一台机床上加工同一种零件若干个, 它们的尺寸总会有一点差异。又如, 在同样条件下, 进行小麦品种的人工催芽试验, 各颗 种子的发芽情况也不尽相同有强弱和早晚之别等。为什么在相同的情况下, 会出现这种不 确定的结果呢? 这是因为, 人们说的“相同条件”是指一些主要条件来说的, 除了这些主 要条件外, 还会有许多次要条件和偶然因素是人们无法事先预料的。这类现象, 人们无法 用必然性的因果关系, 对现象的结果事先做出确定的答案。事物间的这种关系是属于偶然 性的, 这种现象叫做偶然现象,或者叫做随机现象。概率, 简单地说, 就是一件事发生的可能性的大小。比如: 太阳每天都会东升西落, 这件事发生的概率就是 100% 或者说是 1, 因为它肯定会发生; 而太阳西升东落的概率就是 0, 因为它肯定不会发生。但生活中的很 多现象是既有可能发生, 也有可能不发生的, 比如某天会不会下雨、买东西买到次品等等, 这类事件的概率就介于 0 和 100% 之间, 或者说 0 和 1 之间。在日常生活中无论是股市涨跌, 还是发生某类事故, 但凡捉摸不定、需要用运气来解释的事件, 都可用概率模型进行定量分析。不确定性既给人们带来许多麻烦, 同时又常常是解决问题的一种有效手段甚 至唯一手段。 二. 社会热点与概率论诠释 社会热点 1 进入 21 世纪后,各种特大自然灾害不断出现,日本发生里氏 9. 0 级强震、冰岛南部冰川火山喷发、印尼地震引发海啸等,“ 2012 地球毁灭之说”是否是真的。 社会热点 2 中国福利彩票巨奖频现,继 2009 年河南彩民独中 3. 6 亿元之后, 2010 年一河南彩民博得 2. 58 亿元,近日浙江一彩民狂揽 5. 65 亿元。这几把接力“火炬”,无 疑让中国福彩业沸腾了,但并非人人都有这样的好运气。 概率论知识———小概率事件必然发生 以上热点 1 和热点 2 都是概率论里提及的小概率事件,意指发生可能性很小的事件。小概率事件的原理又称为似然推理,即如果一个事件发生的概率很小,那么在一次 试验中,可以把它看成是不可能事件。如考虑福彩双色球每一注中 500 万大奖的概率为p,则 p=1C633* C116=11 107 568* 16≈5. 64*10^-8,是典型的小概率事件,在一次

概率论的起源、发展及应用简述

概率论的起源、发展及应用简述 一、概率论概述 数学作为一门工具性学科在我们的日常生活以及科学研究中扮演着极其重要的角色。概率论与数理统计作为数学的一个重要组成部分,在生活中的应用也越来越广泛。概率论是研究随机现象数量规律的数学分支。 在一定条件下,在个别试验或观察中呈现不确定性,但在大量重复试验或观察中其结果又具有一定规律性的现象,称为随机现象。亦即事前不可预言的现象,即在相同条件下重复进行试验,每次结果未必相同,或知道事物过去的状况,但未来的发展却不能完全肯定。如:以同样的方式抛置硬币却可能出现正面向上也可能出现反面向上;走到某十字路口时,可能正好是红灯,也可能正好是绿灯。研究这类现象的数学工具便是概率论和数理统计。 二、概率论的起源与发展 人类认识到随机现象的存在是很早的。从太古时代起,估计各种可能性就一直是人类的一件要事。早在古希腊哲学家就已经注意到必然性与偶然性问题;我国春秋时期也已有可考词语(辞海);即使提到数学家记事日程上的可考记载,也至少可推到中世纪。有史记载15世纪上半叶,就已有数学家在考虑这类问题了。 最早对概率论来严格化进行尝试的,是俄国数学家伯恩斯坦和奥地利数学家冯·米西斯。他们都提出了一些公理来作为概率论的前提,但他们的公理理论都是不完善的。 从二十世纪二十年代中期起,科尔莫戈罗夫开始从测度论途径探讨整个概率论理论的严格表述。1926年,他推导了弱大数定律成立的主要条件,后又对博雷尔提出的强大数定律问题给出了一般的结果,推广了切比雪夫不等式,提出了科尔莫戈罗夫不等式,创立了可数集马尔可夫链理论,他最著名的工作是1933年以德文出版的经典性著作《概率论基础》。科

概率论与数理统计在日常生活中的应用毕业论文

概率论与数理统计 在日常经济生活中的应用 摘要:数学作为一门工具性学科在我们的日常生活以及科学研究中扮演着极其重要的角色。概率论与数理统计作为数学的一个重要组成部分,在生活中的应用也越来越广泛,近些年来,概率论与数理统计知识也越来越多的渗透到经济学,心理学,遗传学等学科中,另外在我们的日常生活之中,赌博,彩票,天气,体育赛事等都跟概率学有着十分密切的关系。本文着眼于概率论与数理统计在我们生活中的应用,通过前半部分对概率论与数理统计的一些基本知识的介绍,包括概率的基本性质,随机变量的数字特征及其分布,贝叶斯公式,中心极限定理等,结合后半部分的事例分析讨论了概率论与数理统计在我们生活中的指导作用,可以说,概率论与数理统计是如今数学中最活跃,应用最广泛的学科之一。 关键词:概率论数理统计经济生活随机变量贝叶斯公式

§2.1 在中奖问题中的应用 集市上有一个人在设摊“摸彩”,只见他手拿一个黑色的袋子,内装大小.形状.质量完全相同的白球20只,且每一个球上都写有号码(1-20号)和1只红球,规定:每次只摸一只球。摸前交1元钱且在1--20内写一个号码,摸到红球奖5元,摸到号码数与你写的号码相同奖10元。 (1) 你认为该游戏对“摸彩”者有利吗?说明你的理由。 (2) 若一个“摸彩”者多次摸奖后,他平均每次将获利或损失多少元? 分析:(1)分别求出“摸彩”者获奖5元和获奖10元的概率,即可说明; (2)求出理论上的收益与损失,再比较即可解答. 20 (5+10)-1=-0.25<0,故每次平均损失0.25元. §2.2 在经济管理决策中的应用 某人有一笔资金,可投入三个项目:房产x 、地产 y 和商业z ,其收益和市场状态有关,若把未来市 场划分为好、中、差三个等级,其发生的概率分别为10.2p =,20.7p =, 30.1p = ,根据市场调研的情况可知不同等级状态下各种投资的年收益(万元) ,见下表: 请问:该投资者如何投资好? 解 我们先考察数学期望,可知 ()()110.230.730.1 4.0E x =?+?+-?=; ()()60.240.710.1 3.9E y =?+?+-?=; ()()100.220.720.1 3.2E z =?+?+-?=; 根据数学期望可知,投资房产的平均收益最大,可能选择房产,但投资也要考虑风 险,我们再来考虑它们的方差: ()()()()222 1140.2340.7340.115.4D x =-?+-?+--?=;

概率论的起源和发展

概率论的起源和发展 概率论是一门既古老又年轻的学科。说它古老,是因为产生概率的重要因素---赌博游戏已经存在了几千年,概率思想早在文明早期就己经开始萌芽了。而说它年轻,则是因为它在十八世纪以前的发展极为缓慢,现代数学家和哲学家们往往忽略了那段历史,他们更愿意把1654年帕斯卡(Pasac)l和费马(Fomrat)之间的七封通信看作是概率论的开端。这样,概率论的“年龄”就比数学大家族中的其它多数成员小很多。一般认为,概率论的历史只有短短的三百多年时间。虽然在早期概率论的发展非常缓慢,但是十八世纪以后,由于社会学,天文学等其它学科的研究需要,使得概率本身的理论得到了迅速发展,它的思想和方法也逐渐受到了其它学科的重视和借鉴。在当代,随着概率论本身的发展和学科之间的交叉融合,囊括了概率理论和统计理论两大部分的广义概率论已经成为一门应用非常广泛的学科,概率方法与统计方法逐渐渗透到了其它学科的研究工作当中。无论是在自然科学领域还是社会科学领域,各门学科中都能看到概率论的身影。概率论已经成为一种重要的工具,在社会发展中发挥着巨大的作用。 1、机会的早期计算 古希腊人从航海实践中发现了许多概率经验规律, 古犹太人在纪元之初就有概率加法定律和乘法定律的应用记录。但是由于结果不确定的特点, 人们一直认为随机现象好似运气都由天神决定, 其规则是世俗不可想象的。能够刺激人们思考概率的事情很多, 但最终孕育概率论的却是庸俗的骰子赌博。公元 960 年左右, 怀特尔德大主教计算出掷三个骰子时不计次序所能出现的不同组合有 56 种。十三世纪左右拉丁诗歌《维图拉》指出这 56 种组合出现的机会不是相同的: 3 枚骰子点数一样, 每个点数只有一种方式; 2 枚骰子点数一样而另一枚不一样, 则有 3 种方式; 如果 3 枚都不一样就有 6 种方式。但是这些经验并没有引起更多的思考, 机会的计算仍处于直觉的、散乱的经验水平上。 卡尔扎诺是一位医学博士, 曾在米兰讲授数学, 写过多部医学、数学等方面的著作。他认为赌博是一种社会病, 也有理由作为可以医治的疾病来研究。约在1564 年, 他集中了自己的智慧和赌博经验, 用拉丁文写出著名的《论机会游戏》, 揭示了赌博中的不确定性原理, 成为概率论前史的重要人物。书中, 卡尔扎诺强调赌博的基本原则是同等条件,“如果它们有利于对手, 那么你是傻瓜, 如果有利于自己, 那么你就不公平”。骰子应该是“诚实的”, 几个诚实的骰子联合起来仍然是诚实的, 下注应该根据这种诚实性。等可能思想的提出是卡尔扎诺的贡献之一, 为理解和解决复杂的赌博问题提供了依据。他定义了胜率(有利结果数与不利结果数之比) 表示机会的大小, 计算出了多种赌博的全部可能结果数和有利结果数, 由于当时组合数学还很贫乏, 他的计算在方法上与《维图拉》基本相同。卡尔扎诺还思考了独立事件的乘法法则, 在一番错误推理后他发现了正确方法, 例如一次的胜率是 3:1, 连续两次的胜率是 9:7。卡尔扎诺是第一个深入讨论概率问题的人, 他提出了考虑随机问题的基本原则, 建立了胜率概念和一些运算法则, 对概率理论的形成具有开创性贡献。但是他也犯了不少错误, 例如他认为在掷两个骰子时, 36 次投掷有 1 次机会出现双 6, 平均起来 18次投掷中, 出现双 6 的机会是 50%。这种推理意味着36 次投掷中必定出现一次双 6, 他没有意识到自己的错误。由于该书只有很少部分讨论机会计算, 其等可能思想

概率论与数理统计在生活及教学中的应用

Advances in Applied Mathematics 应用数学进展, 2018, 7(10), 1275-1277 Published Online October 2018 in Hans. https://www.docsj.com/doc/7b19138971.html,/journal/aam https://https://www.docsj.com/doc/7b19138971.html,/10.12677/aam.2018.710148 Probability Theory and Mathematical Statistics Apply in the Life and Teaching Qiushuang Shi, Ming Liu Northeast Forestry University, Harbin Heilongjiang Received: Oct. 1st, 2018; accepted: Oct. 17th, 2018; published: Oct. 24th, 2018 Abstract In real life, many problems can be solved through knowledge of probability theory, such as insur-ance industry, lottery industry and teaching process. In this paper, we mainly use some cases to show the importance of probability theory in practical applications and then give a brief calcula-tion process. The paper also briefly summarizes teaching process for solving probability problem. Keywords Independent Events, Mathematical Expectation, Random Events, Maximum Likelihood Estimation 概率论与数理统计在生活及教学中的应用 石秋爽,刘铭 东北林业大学,黑龙江哈尔滨 收稿日期:2018年10月1日;录用日期:2018年10月17日;发布日期:2018年10月24日 摘要 在现实生活中许多问题都可以通过概率论的知识解决,如保险行业、彩票行业以及教学过程.本篇论文主要在实际的小事中运用概率论的知识进行简要地计算来展示概率在现实生活中的重要性.并且本文还就教学中运用概率解题的过程进行了简要的举例概括。 关键词 独立事件,数学期望,随机事件,最大似然估计

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