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随机事件

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随机事件

随机事件的运算 P3

包含于

若 AA 发生必导致 BB 发生, 则称 AA 包含于 BB

A⊂B A\subset B

和(并)

当 AA 和 BB 至少一个发生, 记为

A∪B A\cup B

当 A,BA, B 互斥时, 也可记为

A+B A+B

交(积)

当 AA 和 BB 同时发生, 记为

A∩B A\cap B

简记为

AB AB

差

当 AA 发生而 BB 不发生, 记为

A−B=AB‾ A-B=A\overline{B}

互斥

AB=∅ AB=\empty

互逆

AB=∅  A∪B=Ω AB=\empty\;A\cup B=\Omega

则称 ABAB 互逆

A=B‾ A=\overline{B}

并与交的分配律

A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C) A\cap(B\cup C)=(A\cap B)\cup(A\cap C)

A∪(B∩C)=(A∪B)∩(A∪C) A\cup(B\cap C)=(A\cup B)\cap(A\cup C)

计算注意

ABAB 并集中必定有 BB

(A∪B)∩B=B (A\cup B)\cap B=B

对偶定律

A∪B‾=A‾∩B‾ \overline{A\cup B}=\overline{A}\cap\overline{B}

A∩B‾=A‾∪B‾ \overline{A\cap B}=\overline{A}\cup\overline{B}

概率计算 P5

基本性质

1=P(Ω)>P(A)≥0 1=P(\Omega)>P(A)\ge0

有限可加性

若 AnA_n 两两不相容

P(∪i=1nAi)=∑i=1nP(Ai) P(\mathop{\cup}\limits^{n}_{i=1}A_i)=\sum_{i=1}^{n}P(A_i)

eg.

A=AB‾+AB→P(AB‾)=P(A)−P(AB) A=A\overline{B}+AB\to P(A\overline{B})=P(A)-P(AB)

逆事件

P(A)=1−P(A‾) P(A)=1-P(\overline{A})

单调性

A⊂B A\subset B

P(A)≤P(B) P(A)\le P(B)

事件和公式

P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C)−P(AB)−P(AC)−P(BC)+P(ABC) P(A\cup B\cup C)=P(A)+P(B)+P(C)-P(AB)-P(AC)-P(BC)+P(ABC)

事件的文字表述

有事件 A1,A2,A3,...AnA_1,A_2,A_3,...A_n

至少

  1. 至少一个发生

C1=A1∪A2∪...∪An C_1=A_1\cup A_2\cup...\cup A_n

  1. 至少两个发生

C2=A1A2∪...∪A1An∪...∪An−1An C_2=A_1A_2\cup ...\cup A_1A_n\cup...\cup A_{n-1}A_n

  1. 至少 nn 个发生的情况同

恰好

  • 假设事件 BiB_i 为 AA 中恰好有i个发生
  • 至少一个发生即

C1=B1∪B2∪...∪Bn C_1=B_1\cup B_2\cup...\cup B_n

  • 至少两个发生即

C2=B2∪B3∪...∪Bn C_2=B_2\cup B_3\cup...\cup B_n

  • 恰好一个发生

B1=C1−C2 B_1=C_1-C_2

事件的独立性

条件概率 P6

在 AA 发生的条件下, BB 发生的概率记为 P(B∣A)P(B|A)

P(B∣A)=P(AB)P(A) P(B|A)=\frac{P(AB)}{P(A)}

推广

  1. P(A‾∣B)=1−P(A∣B) P(\overline{A}|B)=1-P(A|B)

  2. P(AB‾∣C)=P(A∣C)−P(AB∣C) P(A\overline{B}|C)=P(A|C)-P(AB|C)

  3. P(A∪B∣C)=P(A∣C)+P(B∣C)−P(AB∣C) P(A\cup B|C)=P(A|C)+P(B|C)-P(AB|C)

划分 P9

设 AnA_n 两两互斥, 满足

1=P(A1)+P(A2)+...+P(An) 1=P(A_1)+P(A_2)+...+P(A_n)

则称 A1,A2,...,AnA_1,A_2,...,A_n 为 Ω\Omega 的一个划分 (可通过画图理解, 详见 3b1b 的有关视频)

全概率公式

P(B)=P(B∣A1)P(A1)+P(B∣A2)P(A2)+...+P(B∣An)P(An)=∑i=1nP(B∣Ai)P(Ai) \begin{split} P(B)&=P(B|A_1)P(A_1)+P(B|A_2)P(A_2)+...+P(B|A_n)P(A_n)\\ &=\sum_{i=1}^n P(B|A_i)P(A_i)\end{split}

贝叶斯公式

P(Ai∣B)=P(B∣Ai)P(Ai)P(B)=P(B∣Ai)P(Ai)∑k=1nP(B∣Ak)P(Ak) P(A_i|B)=\frac{P(B|A_i)P(A_i)}{P(B)}=\frac{P(B|A_i)P(A_i)}{\sum_{k=1}^n P(B|A_k)P(A_k)}

  • P(Ai)P(A_i) 先验概率
  • P(Ai∣B)P(A_i|B) 后验概率
  • 用于知 P(Ai∣B)P(A_i|B) 求 P(B∣Ai)P(B|A_i)

独立性

与互斥性区分

  1. A与B独立时有

P(AB)=P(A)P(B)  ⟺  P(A∣B)=P(A) P(AB)=P(A)P(B)\iff P(A|B)=P(A)

  1. 相互独立

P(ABC)=P(A)P(B)P(C)P(AB)=P(A)P(B),  P(AC)=P(A)P(C),  P(BC)=P(B)P(C) P(ABC)=P(A)P(B)P(C)\\P(AB)=P(A)P(B),\;P(AC)=P(A)P(C),\;P(BC)=P(B)P(C)

  1. 两两独立

P(AB)=P(A)P(B),  P(AC)=P(A)P(C),  P(BC)=P(B)P(C) P(AB)=P(A)P(B),\;P(AC)=P(A)P(C),\;P(BC)=P(B)P(C)

解题步骤

  1. 设事件A
  2. P(A)=...
  3. 回答