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概率統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)知識寧波南車時(shí)代傳感技術(shù)有限公司質(zhì)量安全部概率統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)知識寧波南車時(shí)代傳感技術(shù)有限公司目錄Page

2第二部分隨機(jī)變量及其分布第一部分概率基礎(chǔ)知識目錄Page2第二部分隨機(jī)變量及其分布第一部分概率基礎(chǔ)概率基礎(chǔ)知識一、事件與概率(一)隨機(jī)現(xiàn)象1、定義:在一定條件下,并不總是出現(xiàn)相同結(jié)果的現(xiàn)象稱為隨機(jī)現(xiàn)象。2、隨機(jī)現(xiàn)象的特點(diǎn):⑴隨機(jī)現(xiàn)象的結(jié)果至少有兩個(gè);⑵至于哪一個(gè)出現(xiàn),事先人們并不知道。3、樣本點(diǎn)(抽樣單元):隨機(jī)現(xiàn)象中的每一個(gè)可能結(jié)果,稱為一個(gè)樣本點(diǎn),又稱為抽樣單元。4、樣本空間:隨機(jī)現(xiàn)象一切可能樣本點(diǎn)的全體稱為這個(gè)隨機(jī)現(xiàn)象的樣本空間,常記為Ω。認(rèn)識一個(gè)隨機(jī)現(xiàn)象首要的就是能羅列出它的一切可能發(fā)生的基本結(jié)果。Page

3概率基礎(chǔ)知識一、事件與概率Page3[例]⑴一天內(nèi)進(jìn)某超市的顧客數(shù):Ω={0,1,2,······}⑵一顧客在超市購買的商品數(shù):Ω={0,1,2,······}⑶一顧客在超市排隊(duì)等候付款的時(shí)間:Ω={t:t≥0}⑷一顆麥穗上長著的麥粒個(gè)數(shù):Ω={0,1,2,······}⑸新產(chǎn)品在未來市場的占有率:Ω={[0,1]}⑹一臺電視機(jī)從開始使用到發(fā)生第一次故障的時(shí)間:Ω={t:t≥0}⑺加工機(jī)構(gòu)軸的直徑尺寸:Ω={}⑻一罐午餐肉的重量:Ω={G±g}概率基礎(chǔ)知識Page

4[例]概率基礎(chǔ)知識Page4(二)隨機(jī)事件定義:隨機(jī)現(xiàn)象的某些樣本點(diǎn)組成的集合稱為隨機(jī)事件,簡稱事件,常用大寫字母A、B、C等表示。1、隨機(jī)事件的特征⑴任一事件A是相應(yīng)樣本空間Ω中的一個(gè)子集;⑵事件A發(fā)生當(dāng)且僅當(dāng)A中某一樣本點(diǎn)發(fā)生;⑶事件A的表示可用集合,也可用語言,但所用的語言應(yīng)是明確無誤的;⑷任一樣本空間都有一個(gè)最大子集,這個(gè)最大子集就是Ω,它對應(yīng)的事件就是必然事件,仍用Ω表示;⑸任一樣本空間都有一個(gè)最小子集,這個(gè)最小子集就是空集,它對應(yīng)的事件稱為不可能事件,記為φ。概率基礎(chǔ)知識Page

5(二)隨機(jī)事件概率基礎(chǔ)知識Page52、隨機(jī)事件之間的關(guān)系⑴包含:【若事件A發(fā)生必然導(dǎo)致事件B發(fā)生,則事件B包含事件A,記為B

A或A

B?!?/p>

⑵互不相容:【若事件A與B不能同時(shí)發(fā)生,則稱事件A與B互不相容?!浚ɑコ猓?/p>

兩個(gè)事件間的互不相容性可推廣到三個(gè)或更多個(gè)事件間的互不相容。概率基礎(chǔ)知識ABBASA與B互斥ABPage

62、隨機(jī)事件之間的關(guān)系概率基礎(chǔ)知識ABBASA與B互斥A⑶相等:【若事件A與B有相同的樣本點(diǎn),則稱事件A與B相等?!咳羰录嗀包含事件B,事件B也包含事件A,則稱事件A和B相等。[例]擲骰子:Ω={1,2,3,4,5,6},設(shè)事件A=“等于小于4的數(shù)”={1,2,3,4},事件B=“偶數(shù)”={2,4,6},顯然A與B有相同的樣本點(diǎn){2,4},但事件A與B并不相等??啥x為“若事件A與B有完全相同的樣本點(diǎn),則稱事件A與B相等”。5Ω概率基礎(chǔ)知識Page

7⑶相等:【若事件A與B有相同的樣本點(diǎn),則稱事件A與B相等?!浚ㄈ┦录倪\(yùn)算⑴對立事件(又稱為互逆事件或逆事件)【在Ω中而不在A中的樣本點(diǎn)組成的事件稱為A的對立事件(互逆事件)。記為(讀非A)?!喀父怕驶A(chǔ)知識互逆事件A補(bǔ)充:互斥事件與互逆事件的區(qū)別:互斥事件:若事件A與B不能同時(shí)發(fā)生,即AB=φ,則稱事件A與B互不相容?;ツ媸录喝羰录嗀+B=Ω,AB=φ,則稱A與B為互逆事件(對立事件)。①兩事件互逆,必定互斥;但兩事件互斥,不一定互逆。②互斥事件適用于多個(gè)事件,但互逆事件只適用于兩個(gè)事件。③兩事件互斥,只表明兩事件不能同時(shí)出現(xiàn),即至多只能出現(xiàn)其中一個(gè),但可以都不出現(xiàn)。兩個(gè)事件互逆,則表示兩個(gè)事件之中有且僅有一個(gè)出現(xiàn),即肯定了至少有一個(gè)出現(xiàn)。Page

8(三)事件的運(yùn)算Ω概率基礎(chǔ)知識互逆事件A補(bǔ)充:互斥事件與互逆⑵事件A與B的并(又稱為和事件)【由事件A與事件B中所有樣本點(diǎn)組成的新事件為A與B的并,記為A∪B或A+B。并事件意味著事件A與事件B至少有一個(gè)發(fā)生。】Ω概率基礎(chǔ)知識A∪BABS⑶事件A與B的交(又稱為積事件)【由事件A與事件B中公共的樣本點(diǎn)組成的新事件稱為為事件A與B的交,記為A∩B,簡記為AB。交事件意味著事件A與事件B同時(shí)發(fā)生?!緼BABPage

9⑵事件A與B的并(又稱為和事件)【由事件A與事件B中所有樣本⑷事件A對B的差【由在事件A中而不在事件B中的樣本點(diǎn)組成的新事件稱為A對B的差,記為A-B?!?/p>

ΩΩ概率基礎(chǔ)知識A-BBA[例]:打靶,最高環(huán)數(shù)為10環(huán)。若設(shè)事件A=擊中三環(huán)以上的事件={3,4,5,6,7,8,9,10},事件B=最多擊中4環(huán)的事件={0,1,2,3,4}。則A-B={5,6,7,8,9,10}=擊中5環(huán)以上的事件;另B-A={0,1,2}=最多擊中2環(huán)的事件Page

10⑷事件A對B的差【由在事件A中而不在事件B中的樣本點(diǎn)組成的新Page

11概率基礎(chǔ)知識事件運(yùn)算具有如下性質(zhì):1、交換律:AB=BA,AB=BA2、結(jié)合律:(AB)C=A(BC),(AB)C=A(BC)3、分配律:(AB)C=(AC)(BC),(AB)C=(AC)(BC)4、對偶律:以上性質(zhì)都可推廣到多個(gè)事件運(yùn)算中去。[例]甲、乙、丙三人各向目標(biāo)射擊一發(fā)子彈,以A、B、C分別表示甲、乙、丙命中目標(biāo),試用A、B、C的運(yùn)算關(guān)系表示下列事件:Page11概率基礎(chǔ)知識事件運(yùn)算具有如下性質(zhì):(四)概率—事件發(fā)生可能性大小的度量一個(gè)隨機(jī)事件A發(fā)生可能性的大小用這個(gè)事件的概率P(A)來表示。概率是一個(gè)介于0到1之間的數(shù)。概率越大,事件發(fā)生的可能性就愈大;概率愈小,事件發(fā)生的可能性也就愈小。特別地,不可能事件的概率為0,必然事件的概率為1。即:

P(φ)=0

P(Ω)=1概率基礎(chǔ)知識Page

12(四)概率—事件發(fā)生可能性大小的度量概率基礎(chǔ)知識Page二、概率的古典定義與統(tǒng)計(jì)定義(一)古典定義用概率的古典定義確定概率方法的要點(diǎn)如下:(1)所涉及的隨機(jī)現(xiàn)象只有有限個(gè)樣本點(diǎn),設(shè)共有n個(gè)樣本點(diǎn);(2)每個(gè)樣本點(diǎn)出現(xiàn)的可能性是相同的(等可能性);(3)若被考察的事件A含有k個(gè)樣本點(diǎn),則事件A的概率定義為:概率基礎(chǔ)知識乘法原理:設(shè)完成一件事需分兩步,第一步有n1種方法,第二步有n2種方法,則完成這件事共有n1n2種方法加法原理:設(shè)完成一件事可有兩種途徑,第一種途徑有n1種方法,第二種途徑有n2種方法,則完成這件事共有n1+n2種方法。可以推廣到多個(gè)步驟和途徑事件。Page

13二、概率的古典定義與統(tǒng)計(jì)定義概率基礎(chǔ)知識乘法原理:設(shè)完成一件(二)統(tǒng)計(jì)定義用概率的統(tǒng)計(jì)定義確定概率方法的要點(diǎn)如下:(1)此隨機(jī)現(xiàn)象是能大量重復(fù)試驗(yàn)的;(2)若在n次重復(fù)試驗(yàn)中,事件A發(fā)生kn次,則事件A發(fā)生的頻率為(3)頻率會隨重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)增加而趨于穩(wěn)定,這個(gè)頻率的穩(wěn)定值就是事件A的概率。Page

14概率基礎(chǔ)知識(二)統(tǒng)計(jì)定義Page14概率基礎(chǔ)知識[例]投擲一枚硬幣,出現(xiàn)正面和反面的頻率,隨著投擲次數(shù)n的增大,出現(xiàn)正面和反面的頻率穩(wěn)定在1/2左右。概率基礎(chǔ)知識試驗(yàn)的次數(shù)正面/試驗(yàn)次數(shù)1.000.000.250.500.750255075100125Page

15[例]概率基礎(chǔ)知識試驗(yàn)的次數(shù)正面/試驗(yàn)次數(shù)1.000.00三、概率的性質(zhì)及其運(yùn)算法則(一)概率的基本性質(zhì)及加法法則性質(zhì)1:概率是非負(fù)的,且數(shù)值介于0與1之間,

0≤P(A)≤1,特別,P(φ)=0,P(Ω)=1性質(zhì)2:

或性質(zhì)3:若AB,則性質(zhì)4:性質(zhì)5:概率基礎(chǔ)知識Page

16三、概率的性質(zhì)及其運(yùn)算法則概率基礎(chǔ)知識Page16Page

17(二)條件概率、概率的乘法法則及事件的獨(dú)立性(1)條件概率與概率的乘法法則條件概率要涉及兩個(gè)事件A與B,在事件B已發(fā)生的條件下,事件A再發(fā)生的概率稱為條件概率,記為P(A|B)。條件概率的計(jì)算公式為:性質(zhì)6:(乘法法則)對任意兩個(gè)隨機(jī)事件A與B,有

P(AB)=P(B)P(A|B)P(B)>0=P(A)P(B|A)P(A)>0

概率基礎(chǔ)知識Page17(二)條件概率、概率的乘法法則及事件的獨(dú)立(2)獨(dú)立性與獨(dú)立事件的概率

設(shè)有兩個(gè)事件A與B,假如其中一個(gè)事件的發(fā)生不依賴另一個(gè)事件發(fā)生與否,則稱事件A與B相互獨(dú)立。性質(zhì)7:假如兩個(gè)事件A與B相互獨(dú)立,則A與B同時(shí)發(fā)生的概率為

性質(zhì)8:假如兩個(gè)事件A與B相互獨(dú)立,則在事件B發(fā)生的條件下,事件A發(fā)生的條件概率P(A|B)等于事件A的(無條件)概率P(A)。概率基礎(chǔ)知識Page

18(2)獨(dú)立性與獨(dú)立事件的概率概率基礎(chǔ)知識Page18Page

19[例]一家電腦公司從兩個(gè)供應(yīng)商處購買了同一種計(jì)算機(jī)配件,質(zhì)量狀況如下表所示

從這200個(gè)配件中任取一個(gè)進(jìn)行檢查,求

(1)

取出的一個(gè)為正品的概率

(2)

取出的一個(gè)為供應(yīng)商甲的配件的概率

(3)取出一個(gè)為供應(yīng)商甲的正品的概率

(4)已知取出一個(gè)為供應(yīng)商甲的配件,它是正品的概率甲乙兩個(gè)供應(yīng)商提供的配件正品數(shù)次品數(shù)合計(jì)供應(yīng)商甲84690供應(yīng)商乙1028110合計(jì)18614200概率基礎(chǔ)知識Page19[例]甲乙兩個(gè)供應(yīng)商提供的配件正品數(shù)次品Page

20概率基礎(chǔ)知識解:設(shè)A=取出的一個(gè)為正品

B=取出的一個(gè)為供應(yīng)商甲供應(yīng)的配件(1)

(2)

(3)

(4)Page20概率基礎(chǔ)知識解:設(shè)A=取出的一個(gè)為正Page

21[例]某廠生產(chǎn)的產(chǎn)品能直接出廠的概率為70%,余下的30%的產(chǎn)品要調(diào)試后再定,已知調(diào)試后有80%的產(chǎn)品可以出廠,20%的產(chǎn)品要報(bào)廢。求該廠產(chǎn)品的報(bào)廢率。解:設(shè)A={生產(chǎn)的產(chǎn)品要報(bào)廢}B={生產(chǎn)的產(chǎn)品要調(diào)試}已知P(B)=0.3,P(A|B)=0.2,概率基礎(chǔ)知識Page21[例]概率基礎(chǔ)知識隨機(jī)變量及其分布一、隨機(jī)變量1、定義:用來表示隨機(jī)現(xiàn)象結(jié)果的變量稱為隨機(jī)變量。常用大寫字母X、Y、Z等表示隨機(jī)變量,而隨機(jī)變量的值用小寫字母x、y、z表示。例如,在燈泡壽命試驗(yàn)中,令X為“燈泡壽命”(小時(shí)),則X為一隨機(jī)變量。{X>500},{X≤1000},{800<X≤1200}等表示了不同的隨機(jī)事件。2、分類:Page

22隨機(jī)變量及其分布一、隨機(jī)變量Page22離散型隨機(jī)變量:假如一個(gè)隨機(jī)變量僅取數(shù)軸上有限個(gè)點(diǎn)或可列個(gè)點(diǎn),則稱此隨機(jī)變量為離散隨機(jī)變量。連續(xù)型隨機(jī)變量:假如一個(gè)隨機(jī)變量的所有可能取值充滿數(shù)軸上一個(gè)區(qū)間(a,b),則稱此隨機(jī)變量為連續(xù)隨機(jī)變量。二、隨機(jī)變量的分布隨機(jī)變量的取值是隨機(jī)的,但其內(nèi)在還是有規(guī)律性的,這個(gè)規(guī)律可以用分布來描述。認(rèn)識一個(gè)隨機(jī)變量X的關(guān)鍵就是要知道它的分布。分布包含如下兩方面的內(nèi)容:(1)X可能取哪些值,或在哪個(gè)區(qū)間上取值。(2)X取這些值的概率各是多少,或X在任一小區(qū)間上取值的概率是多少?隨機(jī)變量及其分布Page

23離散型隨機(jī)變量:假如一個(gè)隨機(jī)變量僅取數(shù)軸上有限個(gè)點(diǎn)或可列個(gè)點(diǎn)Page

24(一)離散型隨機(jī)變量的分布若隨機(jī)變量X只能取有限個(gè)值或可列無窮多個(gè)值,則稱X為離散型隨機(jī)變量。設(shè)X的所有可能取值為,為了描述隨機(jī)變量X,我們不僅需要知道隨機(jī)變量X的取值,而且還應(yīng)知道X取每個(gè)值的概率。

定義1:設(shè)xk(k=1,2,…)是離散型隨機(jī)變量X所取的一切可能值,稱為離散型隨機(jī)變量X的概率分布簡稱分布列,又稱分布律。其中(k=1,2,…)滿足:(1)k=1,2,…(2)隨機(jī)變量及其分布Page24(一)離散型隨機(jī)變量的分布隨機(jī)變量及其分布Page

25[例]某籃球運(yùn)動(dòng)員投中籃圈概率是0.9,求他兩次獨(dú)立投籃投中次數(shù)X的概率分布。解:X可取0、1、2為值P(X=0)=(0.1)(0.1)=0.01P(X=1)=2(0.9)(0.1)=0.18P(X=2)=(0.9)(0.9)=0.81

且P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)=1也可表示為:這就是X的概率分布列。隨機(jī)變量及其分布Page25[例]隨機(jī)變量及其分布(二)連續(xù)型隨機(jī)變量

連續(xù)型隨機(jī)變量的分布可用概率密度函數(shù)p(x)表示,也可以用f(x)表示。連續(xù)型隨機(jī)變量還可用概率分布函數(shù)F(x)表示。對連續(xù)型隨機(jī)變量X,如果存在非負(fù)可積函數(shù)?(x),使得對任意實(shí)數(shù)x,有則稱?(x)為X的概率密度函數(shù),簡稱概率密度或密度。由上述性質(zhì)可知,對于連續(xù)型隨機(jī)變量,我們關(guān)心它在某一點(diǎn)取值的問題沒有太大的意義;我們所關(guān)心的是它在某一區(qū)間上取值的問題.若已知連續(xù)型隨機(jī)變量X的密度函數(shù)為f(x),則X在任意區(qū)間G(G可以是開區(qū)間,也可以是閉區(qū)間;可以是有限區(qū)間,也可以是無窮區(qū)間)上取值的概率為:隨機(jī)變量及其分布Page

26(二)連續(xù)型隨機(jī)變量隨機(jī)變量及其分布Page26Page

27隨機(jī)變量及其分布Page27隨機(jī)變量及其分布三、隨機(jī)變量分布的均值、方差與標(biāo)準(zhǔn)差隨機(jī)變量X的分布(概率函數(shù)或密度函數(shù))有幾個(gè)很重要的特征數(shù),用來表示分布的集中位置(中心位置)和散布大小。兩個(gè)最重要的特征數(shù):1)均值:表示分布的中心位置,E(x)2)方差:表示分布的散布大小,Var(x)1、均值的計(jì)算公式隨機(jī)變量及其分布Page

28三、隨機(jī)變量分布的均值、方差與標(biāo)準(zhǔn)差隨機(jī)變量及其分布Page2、方差的計(jì)算公式3、標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算公式隨機(jī)變量及其分布Page

292、方差的計(jì)算公式隨機(jī)變量及其分布Page2930隨機(jī)變量及其分布30隨機(jī)變量及其分布均值與方差的運(yùn)算性質(zhì):(1)設(shè)X為隨機(jī)變量,a與b為任意常數(shù),則有:E(aX+b)=aE(X)+b

Var(aX+b)=a2Var(X)(2)對任意兩個(gè)隨機(jī)變量X1與X2,有:

E(X1+X2)=E(X1)+E(X2)

(3)設(shè)隨機(jī)變量X1與X2獨(dú)立,則有:

Var(X1

±X2)=Var(X1)+Var(X2)隨機(jī)變量及其分布Page

31均值與方差的運(yùn)算性質(zhì):隨機(jī)變量及其分布Page31四、常用分布(一)常用離散型分布

常用離散型隨機(jī)變量的分布有:單點(diǎn)分布(退化分布)、兩點(diǎn)分布(0-1分布)、幾何分布、二項(xiàng)分布、泊松分布、超幾何分布等,按教材重點(diǎn)介紹后三種。隨機(jī)變量及其分布Page

32四、常用分布隨機(jī)變量及其分布Page321、二項(xiàng)分布1)重復(fù)進(jìn)行n次試驗(yàn);2)n次試驗(yàn)間相互獨(dú)立;3)每次試驗(yàn)僅有兩個(gè)可能結(jié)果;4)成功的概率為p,失敗的概率為1-p;在上述四個(gè)條件下,設(shè)x表示n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中成功出現(xiàn)的次數(shù),則有這個(gè)分布稱為二項(xiàng)分布,記為b(n,p)。均值:E(x)=np方差:Var(x)=np(1-p)隨機(jī)變量及其分布Page

331、二項(xiàng)分布隨機(jī)變量及其分布Page33Page

34[例]有一繁忙的汽車站,每天有大量汽車通過,設(shè)每輛汽車在一天的某段時(shí)間內(nèi),出事故的概率為0.0001,在每天的該段時(shí)間內(nèi)有1000輛汽車通過,問出事故的次數(shù)不小于2的概率是多少?解:設(shè)1000輛車通過,出事故的次數(shù)為X,則故所求概率為二項(xiàng)分布泊松分布隨機(jī)變量及其分布Page34[例]二項(xiàng)分布2、泊松分布在一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)在空間給定區(qū)域的隨機(jī)質(zhì)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為k的概率服從泊松分布:泊松分布可用來描述不少隨機(jī)變量的概率分布。例如:1)一塊鋼板上的氣泡數(shù);

2)一本書上面的印刷錯(cuò)誤;

3)排隊(duì)等候的人數(shù);

4)某地區(qū)某月發(fā)生的交通事故;這個(gè)分布就稱為泊松分布,記為P(λ)。其均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差為:

E(x)=λVar(x)=λσ(x)=隨機(jī)變量及其分布Page

352、泊松分布隨機(jī)變量及其分布Page35[例]一大批產(chǎn)品,其廢品率為0.015,求任取100件產(chǎn)品,其中有1件不合格品的概率。解:此時(shí)

n=100p=0.015,np=1.5若按二項(xiàng)分布計(jì)算:若按泊松分布計(jì)算:比較兩種計(jì)算結(jié)果可以看出,兩者計(jì)算結(jié)果的誤差不超過1%。隨機(jī)變量及其分布Page

36[例]隨機(jī)變量及其分布Page363、超幾何分布其中,r=min(n,M),這個(gè)分布稱為超幾何分布,記為h(n,N,M)。其均值、方差為:超幾何分布用于從有限的整體中進(jìn)行不放回抽樣。隨機(jī)變量及其分布Page

373、超幾何分布隨機(jī)變量及其分布Page37Page

38[例]在某年級的聯(lián)歡會上設(shè)計(jì)了一個(gè)摸獎(jiǎng)游戲,在一個(gè)口袋中裝有10個(gè)紅球和20個(gè)白球,這些球除顏色外完全相同.游戲者一次從中摸出5個(gè)球.至少摸到3個(gè)紅球就中獎(jiǎng),求中獎(jiǎng)的概率。解:設(shè)摸出紅球的個(gè)數(shù)為X,則X服從超幾何分布,其中,于是由超幾何分布模型得中獎(jiǎng)的概率≈0.191隨機(jī)變量及其分布Page38[例]隨機(jī)變量及其分布常用離散型隨機(jī)變量分布匯總名稱符號均值方差二項(xiàng)分布b(n,p)npnp(1-p)超幾何分布h(n,N,M)泊松分布P(λ)λλ隨機(jī)變量及其分布Page

39常用離散型隨機(jī)變量分布匯總名稱符號均值方差二(二)正態(tài)分布1、正態(tài)分布的概率密度函數(shù)它的圖形是對稱的鐘形曲線,常稱為正態(tài)曲線。正態(tài)分布有兩個(gè)參數(shù)μ和σ,常記為N(μ,σ2)。隨機(jī)變量及其分布Page

40(二)正態(tài)分布隨機(jī)變量及其分布Page402、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布

μ=0且σ=1的分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,記為N(0,1)。也記為U。1)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表①P(U≤a)=P(U<a)=Φ(a)②P(U>a)=1-Φ(a)③Φ(-a)=1-Φ(a)④P(a≤U≤b)=Φ(b)-Φ(a)⑤P(|U|≤a)=P(-a≤U≤a)=Φ(a)-Φ(-a)=2Φ(a)-1隨機(jī)變量及其分布Page

412、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機(jī)變量及其分布Page413、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分位數(shù)分位數(shù)是一個(gè)基本概念,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1)來敘述分位數(shù)概念。一般說來,對任意介于0與1之間的實(shí)數(shù)α,標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1)的α分位數(shù)是這樣一個(gè)數(shù),它的左側(cè)面積恰好為α,它的右側(cè)面積恰好為1-α,用概率的語言來說,α分位數(shù)是滿足下列等式的實(shí)數(shù):

P(U≤uα)=α關(guān)于分位數(shù)的正負(fù)符號問題:0.5分位數(shù),即50%分位數(shù),也稱為中位數(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布場合:u0.5=0

當(dāng)α<0.5時(shí),uα<0(負(fù)數(shù))α>0.5時(shí),uα>0(正數(shù))①α或1-α永遠(yuǎn)為正(概率必為正)②uα

與-uα對應(yīng)(下標(biāo)相同,加負(fù)號)③uα

與u1-α對應(yīng)(下標(biāo)不同,不加負(fù)號)隨機(jī)變量及其分布Page

423、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分位數(shù)隨機(jī)變量及其分布Page424、有關(guān)正態(tài)分布的計(jì)算正態(tài)分布計(jì)算是基于下面的重要性質(zhì):性質(zhì)1:性質(zhì)2:設(shè)X~N(μ,σ2),則對任意實(shí)數(shù)a、b有:①②③隨機(jī)變量及其分布Page

434、有關(guān)正態(tài)分布的計(jì)算隨機(jī)變量及其分布Page43[例]某產(chǎn)品的質(zhì)量特性X~N(16,σ2),若要求P(12<X<20)≥0.8,則σ最大值應(yīng)為()

A、u0.9/4B、4/u0.9C、u0.9/2D、2/u0.9解:隨機(jī)變量及其分布Page

44[例]隨機(jī)變量及其分布Page44產(chǎn)品質(zhì)量特性的不合格品率的計(jì)算1、質(zhì)量特性X的分布,在受控的情況下,常為正態(tài)分布;2、產(chǎn)品的規(guī)范限,常包括上規(guī)范限TU和下規(guī)范限TL。產(chǎn)品質(zhì)量特性的不合格品率為:

p

=pL+pU隨機(jī)變量及其分布Page

45產(chǎn)品質(zhì)量特性的不合格品率的計(jì)算隨機(jī)變量及其分布Page[例]某廠生產(chǎn)產(chǎn)品的長度服從N(10.05,0.052)(單位cm),規(guī)定長度在10.00cm±0.10cm內(nèi)為合格品,則此產(chǎn)品不合格的概率是()A、Φ(3)+Φ(1)B、Φ(3)-Φ(1)C、1-Φ(1)+Φ(-3)D、Φ(1)-Φ(-3)解:

TL=10.00–0.10=9.90TU=10.00+0.10=10.10

pL=P(X<TL)=Φ(-3)

pU

=P(X>TU)=1-Φ(1)

p

=pL+pU=1-Φ(1)+Φ(-3)隨機(jī)變量及其分布Page

46[例]隨機(jī)變量及其分布Page46(三)其他連續(xù)分布1、均勻分布其均值、方差為:隨機(jī)變量及其分布Page

47(三)其他連續(xù)分布隨機(jī)變量及其分布Page47Page

48[例]某公共汽車站從上午7時(shí)起,每15分鐘來一班車,即7:00,7:15,7:30,7:45等時(shí)刻,如果乘客到達(dá)此站時(shí)間X是7:00到7:30之間的均勻隨機(jī)變量,試求他候車時(shí)間少于5分鐘的概率。解:依題意可知,X~U(0,30),即為使候車時(shí)間X少于5分鐘,乘客必須在7:10,到7:15之間,或在7:25到7:30之間到達(dá)車站,則隨機(jī)變量及其分布Page48[例]隨機(jī)變量及其分布2、對數(shù)正態(tài)分布1)在正半軸(0,∞)上取值;2)這些隨機(jī)變量的大量取值在左邊,少量取值在右邊,并且很分散,因此也稱為“右偏分布”。3)最重要的特征:若隨機(jī)變量X服從對數(shù)正態(tài)分布,而經(jīng)過對數(shù)變換Y=lnX后服從正態(tài)分布。其均值、方差為:隨機(jī)變量及其分布Page

492、對數(shù)正態(tài)分布隨機(jī)變量及其分布Page493、指數(shù)分布其均值、方差為:

E(X)=1/λVar(X)=1/λ2Page

50隨機(jī)變量及其分布3、指數(shù)分布Page50隨機(jī)變量及其分布Page

51[例]電子元件的壽命X(年)服從λ=3的指數(shù)分布(1)求該電子元件壽命超過2年的概率。(2)已知該電子元件已使用了1.5年,求它還能使用2年的概率為多少?解:由已知得X的概率密度為隨機(jī)變量及其分布Page51[例]隨機(jī)變量及其分布Page

52隨機(jī)變量及其分布Page52隨機(jī)變量及其分布常用連續(xù)型隨機(jī)變量匯總名稱符號均值方差正態(tài)分布N(μ,σ2)μσ2均勻分布U(a,b)(b+a)/2(b-a)2/12對數(shù)正態(tài)分布LN(μ,σ2)指數(shù)分布Exp(λ)1/λ1/λ2Page

53隨機(jī)變量及其分布常用連續(xù)型隨機(jī)變量匯總名稱符號均值方差正態(tài)分布N(μ,σ2)54五、中心極限定理中心極限定理:設(shè)X1,X2,······Xn為相互獨(dú)立同分布的隨機(jī)變量,均值μ、σ2都存在,則在n較大時(shí),樣本均值的分布總是近似服從正態(tài)分布。Page

5454五、中心極限定理Page54Page

55謝謝!Page55謝謝!概率統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)知識寧波南車時(shí)代傳感技術(shù)有限公司質(zhì)量安全部概率統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)知識寧波南車時(shí)代傳感技術(shù)有限公司目錄Page

57第二部分隨機(jī)變量及其分布第一部分概率基礎(chǔ)知識目錄Page2第二部分隨機(jī)變量及其分布第一部分概率基礎(chǔ)概率基礎(chǔ)知識一、事件與概率(一)隨機(jī)現(xiàn)象1、定義:在一定條件下,并不總是出現(xiàn)相同結(jié)果的現(xiàn)象稱為隨機(jī)現(xiàn)象。2、隨機(jī)現(xiàn)象的特點(diǎn):⑴隨機(jī)現(xiàn)象的結(jié)果至少有兩個(gè);⑵至于哪一個(gè)出現(xiàn),事先人們并不知道。3、樣本點(diǎn)(抽樣單元):隨機(jī)現(xiàn)象中的每一個(gè)可能結(jié)果,稱為一個(gè)樣本點(diǎn),又稱為抽樣單元。4、樣本空間:隨機(jī)現(xiàn)象一切可能樣本點(diǎn)的全體稱為這個(gè)隨機(jī)現(xiàn)象的樣本空間,常記為Ω。認(rèn)識一個(gè)隨機(jī)現(xiàn)象首要的就是能羅列出它的一切可能發(fā)生的基本結(jié)果。Page

58概率基礎(chǔ)知識一、事件與概率Page3[例]⑴一天內(nèi)進(jìn)某超市的顧客數(shù):Ω={0,1,2,······}⑵一顧客在超市購買的商品數(shù):Ω={0,1,2,······}⑶一顧客在超市排隊(duì)等候付款的時(shí)間:Ω={t:t≥0}⑷一顆麥穗上長著的麥粒個(gè)數(shù):Ω={0,1,2,······}⑸新產(chǎn)品在未來市場的占有率:Ω={[0,1]}⑹一臺電視機(jī)從開始使用到發(fā)生第一次故障的時(shí)間:Ω={t:t≥0}⑺加工機(jī)構(gòu)軸的直徑尺寸:Ω={}⑻一罐午餐肉的重量:Ω={G±g}概率基礎(chǔ)知識Page

59[例]概率基礎(chǔ)知識Page4(二)隨機(jī)事件定義:隨機(jī)現(xiàn)象的某些樣本點(diǎn)組成的集合稱為隨機(jī)事件,簡稱事件,常用大寫字母A、B、C等表示。1、隨機(jī)事件的特征⑴任一事件A是相應(yīng)樣本空間Ω中的一個(gè)子集;⑵事件A發(fā)生當(dāng)且僅當(dāng)A中某一樣本點(diǎn)發(fā)生;⑶事件A的表示可用集合,也可用語言,但所用的語言應(yīng)是明確無誤的;⑷任一樣本空間都有一個(gè)最大子集,這個(gè)最大子集就是Ω,它對應(yīng)的事件就是必然事件,仍用Ω表示;⑸任一樣本空間都有一個(gè)最小子集,這個(gè)最小子集就是空集,它對應(yīng)的事件稱為不可能事件,記為φ。概率基礎(chǔ)知識Page

60(二)隨機(jī)事件概率基礎(chǔ)知識Page52、隨機(jī)事件之間的關(guān)系⑴包含:【若事件A發(fā)生必然導(dǎo)致事件B發(fā)生,則事件B包含事件A,記為B

A或A

B。】

⑵互不相容:【若事件A與B不能同時(shí)發(fā)生,則稱事件A與B互不相容?!浚ɑコ猓?/p>

兩個(gè)事件間的互不相容性可推廣到三個(gè)或更多個(gè)事件間的互不相容。概率基礎(chǔ)知識ABBASA與B互斥ABPage

612、隨機(jī)事件之間的關(guān)系概率基礎(chǔ)知識ABBASA與B互斥A⑶相等:【若事件A與B有相同的樣本點(diǎn),則稱事件A與B相等?!咳羰录嗀包含事件B,事件B也包含事件A,則稱事件A和B相等。[例]擲骰子:Ω={1,2,3,4,5,6},設(shè)事件A=“等于小于4的數(shù)”={1,2,3,4},事件B=“偶數(shù)”={2,4,6},顯然A與B有相同的樣本點(diǎn){2,4},但事件A與B并不相等??啥x為“若事件A與B有完全相同的樣本點(diǎn),則稱事件A與B相等”。5Ω概率基礎(chǔ)知識Page

62⑶相等:【若事件A與B有相同的樣本點(diǎn),則稱事件A與B相等?!浚ㄈ┦录倪\(yùn)算⑴對立事件(又稱為互逆事件或逆事件)【在Ω中而不在A中的樣本點(diǎn)組成的事件稱為A的對立事件(互逆事件)。記為(讀非A)?!喀父怕驶A(chǔ)知識互逆事件A補(bǔ)充:互斥事件與互逆事件的區(qū)別:互斥事件:若事件A與B不能同時(shí)發(fā)生,即AB=φ,則稱事件A與B互不相容。互逆事件:若事件A+B=Ω,AB=φ,則稱A與B為互逆事件(對立事件)。①兩事件互逆,必定互斥;但兩事件互斥,不一定互逆。②互斥事件適用于多個(gè)事件,但互逆事件只適用于兩個(gè)事件。③兩事件互斥,只表明兩事件不能同時(shí)出現(xiàn),即至多只能出現(xiàn)其中一個(gè),但可以都不出現(xiàn)。兩個(gè)事件互逆,則表示兩個(gè)事件之中有且僅有一個(gè)出現(xiàn),即肯定了至少有一個(gè)出現(xiàn)。Page

63(三)事件的運(yùn)算Ω概率基礎(chǔ)知識互逆事件A補(bǔ)充:互斥事件與互逆⑵事件A與B的并(又稱為和事件)【由事件A與事件B中所有樣本點(diǎn)組成的新事件為A與B的并,記為A∪B或A+B。并事件意味著事件A與事件B至少有一個(gè)發(fā)生。】Ω概率基礎(chǔ)知識A∪BABS⑶事件A與B的交(又稱為積事件)【由事件A與事件B中公共的樣本點(diǎn)組成的新事件稱為為事件A與B的交,記為A∩B,簡記為AB。交事件意味著事件A與事件B同時(shí)發(fā)生?!緼BABPage

64⑵事件A與B的并(又稱為和事件)【由事件A與事件B中所有樣本⑷事件A對B的差【由在事件A中而不在事件B中的樣本點(diǎn)組成的新事件稱為A對B的差,記為A-B?!?/p>

ΩΩ概率基礎(chǔ)知識A-BBA[例]:打靶,最高環(huán)數(shù)為10環(huán)。若設(shè)事件A=擊中三環(huán)以上的事件={3,4,5,6,7,8,9,10},事件B=最多擊中4環(huán)的事件={0,1,2,3,4}。則A-B={5,6,7,8,9,10}=擊中5環(huán)以上的事件;另B-A={0,1,2}=最多擊中2環(huán)的事件Page

65⑷事件A對B的差【由在事件A中而不在事件B中的樣本點(diǎn)組成的新Page

66概率基礎(chǔ)知識事件運(yùn)算具有如下性質(zhì):1、交換律:AB=BA,AB=BA2、結(jié)合律:(AB)C=A(BC),(AB)C=A(BC)3、分配律:(AB)C=(AC)(BC),(AB)C=(AC)(BC)4、對偶律:以上性質(zhì)都可推廣到多個(gè)事件運(yùn)算中去。[例]甲、乙、丙三人各向目標(biāo)射擊一發(fā)子彈,以A、B、C分別表示甲、乙、丙命中目標(biāo),試用A、B、C的運(yùn)算關(guān)系表示下列事件:Page11概率基礎(chǔ)知識事件運(yùn)算具有如下性質(zhì):(四)概率—事件發(fā)生可能性大小的度量一個(gè)隨機(jī)事件A發(fā)生可能性的大小用這個(gè)事件的概率P(A)來表示。概率是一個(gè)介于0到1之間的數(shù)。概率越大,事件發(fā)生的可能性就愈大;概率愈小,事件發(fā)生的可能性也就愈小。特別地,不可能事件的概率為0,必然事件的概率為1。即:

P(φ)=0

P(Ω)=1概率基礎(chǔ)知識Page

67(四)概率—事件發(fā)生可能性大小的度量概率基礎(chǔ)知識Page二、概率的古典定義與統(tǒng)計(jì)定義(一)古典定義用概率的古典定義確定概率方法的要點(diǎn)如下:(1)所涉及的隨機(jī)現(xiàn)象只有有限個(gè)樣本點(diǎn),設(shè)共有n個(gè)樣本點(diǎn);(2)每個(gè)樣本點(diǎn)出現(xiàn)的可能性是相同的(等可能性);(3)若被考察的事件A含有k個(gè)樣本點(diǎn),則事件A的概率定義為:概率基礎(chǔ)知識乘法原理:設(shè)完成一件事需分兩步,第一步有n1種方法,第二步有n2種方法,則完成這件事共有n1n2種方法加法原理:設(shè)完成一件事可有兩種途徑,第一種途徑有n1種方法,第二種途徑有n2種方法,則完成這件事共有n1+n2種方法。可以推廣到多個(gè)步驟和途徑事件。Page

68二、概率的古典定義與統(tǒng)計(jì)定義概率基礎(chǔ)知識乘法原理:設(shè)完成一件(二)統(tǒng)計(jì)定義用概率的統(tǒng)計(jì)定義確定概率方法的要點(diǎn)如下:(1)此隨機(jī)現(xiàn)象是能大量重復(fù)試驗(yàn)的;(2)若在n次重復(fù)試驗(yàn)中,事件A發(fā)生kn次,則事件A發(fā)生的頻率為(3)頻率會隨重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)增加而趨于穩(wěn)定,這個(gè)頻率的穩(wěn)定值就是事件A的概率。Page

69概率基礎(chǔ)知識(二)統(tǒng)計(jì)定義Page14概率基礎(chǔ)知識[例]投擲一枚硬幣,出現(xiàn)正面和反面的頻率,隨著投擲次數(shù)n的增大,出現(xiàn)正面和反面的頻率穩(wěn)定在1/2左右。概率基礎(chǔ)知識試驗(yàn)的次數(shù)正面/試驗(yàn)次數(shù)1.000.000.250.500.750255075100125Page

70[例]概率基礎(chǔ)知識試驗(yàn)的次數(shù)正面/試驗(yàn)次數(shù)1.000.00三、概率的性質(zhì)及其運(yùn)算法則(一)概率的基本性質(zhì)及加法法則性質(zhì)1:概率是非負(fù)的,且數(shù)值介于0與1之間,

0≤P(A)≤1,特別,P(φ)=0,P(Ω)=1性質(zhì)2:

或性質(zhì)3:若AB,則性質(zhì)4:性質(zhì)5:概率基礎(chǔ)知識Page

71三、概率的性質(zhì)及其運(yùn)算法則概率基礎(chǔ)知識Page16Page

72(二)條件概率、概率的乘法法則及事件的獨(dú)立性(1)條件概率與概率的乘法法則條件概率要涉及兩個(gè)事件A與B,在事件B已發(fā)生的條件下,事件A再發(fā)生的概率稱為條件概率,記為P(A|B)。條件概率的計(jì)算公式為:性質(zhì)6:(乘法法則)對任意兩個(gè)隨機(jī)事件A與B,有

P(AB)=P(B)P(A|B)P(B)>0=P(A)P(B|A)P(A)>0

概率基礎(chǔ)知識Page17(二)條件概率、概率的乘法法則及事件的獨(dú)立(2)獨(dú)立性與獨(dú)立事件的概率

設(shè)有兩個(gè)事件A與B,假如其中一個(gè)事件的發(fā)生不依賴另一個(gè)事件發(fā)生與否,則稱事件A與B相互獨(dú)立。性質(zhì)7:假如兩個(gè)事件A與B相互獨(dú)立,則A與B同時(shí)發(fā)生的概率為

性質(zhì)8:假如兩個(gè)事件A與B相互獨(dú)立,則在事件B發(fā)生的條件下,事件A發(fā)生的條件概率P(A|B)等于事件A的(無條件)概率P(A)。概率基礎(chǔ)知識Page

73(2)獨(dú)立性與獨(dú)立事件的概率概率基礎(chǔ)知識Page18Page

74[例]一家電腦公司從兩個(gè)供應(yīng)商處購買了同一種計(jì)算機(jī)配件,質(zhì)量狀況如下表所示

從這200個(gè)配件中任取一個(gè)進(jìn)行檢查,求

(1)

取出的一個(gè)為正品的概率

(2)

取出的一個(gè)為供應(yīng)商甲的配件的概率

(3)取出一個(gè)為供應(yīng)商甲的正品的概率

(4)已知取出一個(gè)為供應(yīng)商甲的配件,它是正品的概率甲乙兩個(gè)供應(yīng)商提供的配件正品數(shù)次品數(shù)合計(jì)供應(yīng)商甲84690供應(yīng)商乙1028110合計(jì)18614200概率基礎(chǔ)知識Page19[例]甲乙兩個(gè)供應(yīng)商提供的配件正品數(shù)次品Page

75概率基礎(chǔ)知識解:設(shè)A=取出的一個(gè)為正品

B=取出的一個(gè)為供應(yīng)商甲供應(yīng)的配件(1)

(2)

(3)

(4)Page20概率基礎(chǔ)知識解:設(shè)A=取出的一個(gè)為正Page

76[例]某廠生產(chǎn)的產(chǎn)品能直接出廠的概率為70%,余下的30%的產(chǎn)品要調(diào)試后再定,已知調(diào)試后有80%的產(chǎn)品可以出廠,20%的產(chǎn)品要報(bào)廢。求該廠產(chǎn)品的報(bào)廢率。解:設(shè)A={生產(chǎn)的產(chǎn)品要報(bào)廢}B={生產(chǎn)的產(chǎn)品要調(diào)試}已知P(B)=0.3,P(A|B)=0.2,概率基礎(chǔ)知識Page21[例]概率基礎(chǔ)知識隨機(jī)變量及其分布一、隨機(jī)變量1、定義:用來表示隨機(jī)現(xiàn)象結(jié)果的變量稱為隨機(jī)變量。常用大寫字母X、Y、Z等表示隨機(jī)變量,而隨機(jī)變量的值用小寫字母x、y、z表示。例如,在燈泡壽命試驗(yàn)中,令X為“燈泡壽命”(小時(shí)),則X為一隨機(jī)變量。{X>500},{X≤1000},{800<X≤1200}等表示了不同的隨機(jī)事件。2、分類:Page

77隨機(jī)變量及其分布一、隨機(jī)變量Page22離散型隨機(jī)變量:假如一個(gè)隨機(jī)變量僅取數(shù)軸上有限個(gè)點(diǎn)或可列個(gè)點(diǎn),則稱此隨機(jī)變量為離散隨機(jī)變量。連續(xù)型隨機(jī)變量:假如一個(gè)隨機(jī)變量的所有可能取值充滿數(shù)軸上一個(gè)區(qū)間(a,b),則稱此隨機(jī)變量為連續(xù)隨機(jī)變量。二、隨機(jī)變量的分布隨機(jī)變量的取值是隨機(jī)的,但其內(nèi)在還是有規(guī)律性的,這個(gè)規(guī)律可以用分布來描述。認(rèn)識一個(gè)隨機(jī)變量X的關(guān)鍵就是要知道它的分布。分布包含如下兩方面的內(nèi)容:(1)X可能取哪些值,或在哪個(gè)區(qū)間上取值。(2)X取這些值的概率各是多少,或X在任一小區(qū)間上取值的概率是多少?隨機(jī)變量及其分布Page

78離散型隨機(jī)變量:假如一個(gè)隨機(jī)變量僅取數(shù)軸上有限個(gè)點(diǎn)或可列個(gè)點(diǎn)Page

79(一)離散型隨機(jī)變量的分布若隨機(jī)變量X只能取有限個(gè)值或可列無窮多個(gè)值,則稱X為離散型隨機(jī)變量。設(shè)X的所有可能取值為,為了描述隨機(jī)變量X,我們不僅需要知道隨機(jī)變量X的取值,而且還應(yīng)知道X取每個(gè)值的概率。

定義1:設(shè)xk(k=1,2,…)是離散型隨機(jī)變量X所取的一切可能值,稱為離散型隨機(jī)變量X的概率分布簡稱分布列,又稱分布律。其中(k=1,2,…)滿足:(1)k=1,2,…(2)隨機(jī)變量及其分布Page24(一)離散型隨機(jī)變量的分布隨機(jī)變量及其分布Page

80[例]某籃球運(yùn)動(dòng)員投中籃圈概率是0.9,求他兩次獨(dú)立投籃投中次數(shù)X的概率分布。解:X可取0、1、2為值P(X=0)=(0.1)(0.1)=0.01P(X=1)=2(0.9)(0.1)=0.18P(X=2)=(0.9)(0.9)=0.81

且P(X=0)+P(X=1)+P(X=2)=1也可表示為:這就是X的概率分布列。隨機(jī)變量及其分布Page25[例]隨機(jī)變量及其分布(二)連續(xù)型隨機(jī)變量

連續(xù)型隨機(jī)變量的分布可用概率密度函數(shù)p(x)表示,也可以用f(x)表示。連續(xù)型隨機(jī)變量還可用概率分布函數(shù)F(x)表示。對連續(xù)型隨機(jī)變量X,如果存在非負(fù)可積函數(shù)?(x),使得對任意實(shí)數(shù)x,有則稱?(x)為X的概率密度函數(shù),簡稱概率密度或密度。由上述性質(zhì)可知,對于連續(xù)型隨機(jī)變量,我們關(guān)心它在某一點(diǎn)取值的問題沒有太大的意義;我們所關(guān)心的是它在某一區(qū)間上取值的問題.若已知連續(xù)型隨機(jī)變量X的密度函數(shù)為f(x),則X在任意區(qū)間G(G可以是開區(qū)間,也可以是閉區(qū)間;可以是有限區(qū)間,也可以是無窮區(qū)間)上取值的概率為:隨機(jī)變量及其分布Page

81(二)連續(xù)型隨機(jī)變量隨機(jī)變量及其分布Page26Page

82隨機(jī)變量及其分布Page27隨機(jī)變量及其分布三、隨機(jī)變量分布的均值、方差與標(biāo)準(zhǔn)差隨機(jī)變量X的分布(概率函數(shù)或密度函數(shù))有幾個(gè)很重要的特征數(shù),用來表示分布的集中位置(中心位置)和散布大小。兩個(gè)最重要的特征數(shù):1)均值:表示分布的中心位置,E(x)2)方差:表示分布的散布大小,Var(x)1、均值的計(jì)算公式隨機(jī)變量及其分布Page

83三、隨機(jī)變量分布的均值、方差與標(biāo)準(zhǔn)差隨機(jī)變量及其分布Page2、方差的計(jì)算公式3、標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算公式隨機(jī)變量及其分布Page

842、方差的計(jì)算公式隨機(jī)變量及其分布Page2985隨機(jī)變量及其分布30隨機(jī)變量及其分布均值與方差的運(yùn)算性質(zhì):(1)設(shè)X為隨機(jī)變量,a與b為任意常數(shù),則有:E(aX+b)=aE(X)+b

Var(aX+b)=a2Var(X)(2)對任意兩個(gè)隨機(jī)變量X1與X2,有:

E(X1+X2)=E(X1)+E(X2)

(3)設(shè)隨機(jī)變量X1與X2獨(dú)立,則有:

Var(X1

±X2)=Var(X1)+Var(X2)隨機(jī)變量及其分布Page

86均值與方差的運(yùn)算性質(zhì):隨機(jī)變量及其分布Page31四、常用分布(一)常用離散型分布

常用離散型隨機(jī)變量的分布有:單點(diǎn)分布(退化分布)、兩點(diǎn)分布(0-1分布)、幾何分布、二項(xiàng)分布、泊松分布、超幾何分布等,按教材重點(diǎn)介紹后三種。隨機(jī)變量及其分布Page

87四、常用分布隨機(jī)變量及其分布Page321、二項(xiàng)分布1)重復(fù)進(jìn)行n次試驗(yàn);2)n次試驗(yàn)間相互獨(dú)立;3)每次試驗(yàn)僅有兩個(gè)可能結(jié)果;4)成功的概率為p,失敗的概率為1-p;在上述四個(gè)條件下,設(shè)x表示n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中成功出現(xiàn)的次數(shù),則有這個(gè)分布稱為二項(xiàng)分布,記為b(n,p)。均值:E(x)=np方差:Var(x)=np(1-p)隨機(jī)變量及其分布Page

881、二項(xiàng)分布隨機(jī)變量及其分布Page33Page

89[例]有一繁忙的汽車站,每天有大量汽車通過,設(shè)每輛汽車在一天的某段時(shí)間內(nèi),出事故的概率為0.0001,在每天的該段時(shí)間內(nèi)有1000輛汽車通過,問出事故的次數(shù)不小于2的概率是多少?解:設(shè)1000輛車通過,出事故的次數(shù)為X,則故所求概率為二項(xiàng)分布泊松分布隨機(jī)變量及其分布Page34[例]二項(xiàng)分布2、泊松分布在一定時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)在空間給定區(qū)域的隨機(jī)質(zhì)點(diǎn)的個(gè)數(shù)為k的概率服從泊松分布:泊松分布可用來描述不少隨機(jī)變量的概率分布。例如:1)一塊鋼板上的氣泡數(shù);

2)一本書上面的印刷錯(cuò)誤;

3)排隊(duì)等候的人數(shù);

4)某地區(qū)某月發(fā)生的交通事故;這個(gè)分布就稱為泊松分布,記為P(λ)。其均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差為:

E(x)=λVar(x)=λσ(x)=隨機(jī)變量及其分布Page

902、泊松分布隨機(jī)變量及其分布Page35[例]一大批產(chǎn)品,其廢品率為0.015,求任取100件產(chǎn)品,其中有1件不合格品的概率。解:此時(shí)

n=100p=0.015,np=1.5若按二項(xiàng)分布計(jì)算:若按泊松分布計(jì)算:比較兩種計(jì)算結(jié)果可以看出,兩者計(jì)算結(jié)果的誤差不超過1%。隨機(jī)變量及其分布Page

91[例]隨機(jī)變量及其分布Page363、超幾何分布其中,r=min(n,M),這個(gè)分布稱為超幾何分布,記為h(n,N,M)。其均值、方差為:超幾何分布用于從有限的整體中進(jìn)行不放回抽樣。隨機(jī)變量及其分布Page

923、超幾何分布隨機(jī)變量及其分布Page37Page

93[例]在某年級的聯(lián)歡會上設(shè)計(jì)了一個(gè)摸獎(jiǎng)游戲,在一個(gè)口袋中裝有10個(gè)紅球和20個(gè)白球,這些球除顏色外完全相同.游戲者一次從中摸出5個(gè)球.至少摸到3個(gè)紅球就中獎(jiǎng),求中獎(jiǎng)的概率。解:設(shè)摸出紅球的個(gè)數(shù)為X,則X服從超幾何分布,其中,于是由超幾何分布模型得中獎(jiǎng)的概率≈0.191隨機(jī)變量及其分布Page38[例]隨機(jī)變量及其分布常用離散型隨機(jī)變量分布匯總名稱符號均值方差二項(xiàng)分布b(n,p)npnp(1-p)超幾何分布h(n,N,M)泊松分布P(λ)λλ隨機(jī)變量及其分布Page

94常用離散型隨機(jī)變量分布匯總名稱符號均值方差二(二)正態(tài)分布1、正態(tài)分布的概率密度函數(shù)它的圖形是對稱的鐘形曲線,常稱為正態(tài)曲線。正態(tài)分布有兩個(gè)參數(shù)μ和σ,常記為N(μ,σ2)。隨機(jī)變量及其分布Page

95(二)正態(tài)分布隨機(jī)變量及其分布Page402、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布

μ=0且σ=1的分布稱為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布,記為N(0,1)。也記為U。1)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布表①P(U≤a)=P(U<a)=Φ(a)②P(U>a)=1-Φ(a)③Φ(-a)=1-Φ(a)④P(a≤U≤b)=Φ(b)-Φ(a)⑤P(|U|≤a)=P(-a≤U≤a)=Φ(a)-Φ(-a)=2Φ(a)-1隨機(jī)變量及其分布Page

962、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布隨機(jī)變量及其分布Page413、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的分位數(shù)分位數(shù)是一個(gè)基本概念,結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1)來敘述分位數(shù)概念。一般說來,對任意介于0與1之間的實(shí)數(shù)α,標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布N(0,1)的α分位數(shù)是這樣一個(gè)數(shù),它的左側(cè)面積恰好為α,它的右側(cè)面積恰好為1-α,用概率的語言來說,α分位數(shù)是滿足下列等式的實(shí)數(shù):

P(U≤uα)=α關(guān)于分位數(shù)的正負(fù)符號問題:0.5分位數(shù),即50%分位數(shù),也稱為中位數(shù)。在標(biāo)

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