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心理统计学——5 概率与概率分布
例5.6 某大型计算机软件公司,其人事部最近做了一项调查 研究,发现在两年内离职的雇员中有30%的人是因为对工资 不满意,20%的人是因为对工作不满意,12%的人指出他们 对工资和工作都不满意。那么在两年内离职的公司雇员中, 其离职原因是对工资不满意或对工作不满意的概率是多少? 解:A={离职因为对工资不满意},B={离职因为对工作不满 意}, P(A)=30%, P(B)=20%, P(A∩B )=12%, 则P(A∪B)=P(A)+P(B)-P( A∩B ) =0.3+0.2-0.12=0.38
(3)不互斥事件可能是独立的,也可能是不独立的
①例1中,P(A)=30%,P(B)=20%, P(AB)=12%, A、B是不 互斥的,即相容的。而P(AB) ≠P(A)P(B),所以,A、B是不 独立的。 ②某人射击的命中率为90%,A1表示第一枪命中,A2表示 第二枪命中,A1A2表示两枪都命中,P(A1)=P(A2)=90%, P(A1 A2)=81%, P(A1 A2)= P(A1) P(A2)。这时A1、 A2是不 互斥的,也是独立的。
5、基本事件(Elementary event) 简单事件。也叫样本点(Sample point)。一个事件不能 分解成两个或更多事件。在一次试验中只能观察到一个且 仅有一个简单事件。如掷硬币时,只能观察到一个简单事 件“正面”或“反面”。 6、样本空间(Sample space) 基本空间。一个试验中,所有基本事件的全体。如: Ω={正,反}, Ω={1,2,3,4,5,6} 事件可以象集合一样进行运算, 对事件的运算可以得到新 的事件。 *物理学试验在相同的条件下重复时,会有相同的结果产 生。而在统计学中,结果是随机决定的,即使试验在相同 的条件下重复进行,也可能获得完全不同的结果。所以, 统计学上的试验也称为随机试验。
3、主观概率:主观法(Subjective method) 所谓主观概率是指对一些无法重复的试验,确定其结 果的概率只能根据以往的经验,人为确定这个事件的 概率。它是一个决策者根据本人掌握的信息对该事件 发生可能性的判断。 有些情况下试验结果既不是等可能发生的,也没有相 对频数的数据可用,这时要用主观法。 例5.4 国安队进行下一场足球比赛,获胜的概率有多少? 获胜、失利、平局不一定是等可能发生的。此外,对于 将要进行的比赛也没有相对频数的数据可用这时估计国 安队获胜的概率,必须对其进行主观评价。
2、 随机事件(Random event) 在相同条件下,每一次试验可能出现也可能不出现的事件, 也叫偶然事件。如掷硬币正、反面都可能出现也可能不出 现。用英文大写字母表示,如A,B,C等。概率论主要研 究对象为随机事件,简称“事件”。 3、必然事件(Certain event) 在相同条件下,每次实验一定出现的事件。用Ω表示。 如:事件(点数小于7)在掷骰子中每次必然出现 4、不可能事件(Impossible event) 在相同条件下,每次试验一定不出现的事件。用Φ表示。 如:事件(点数大于7)在掷骰子试验中为不可能事件。
解: 50个球中任取两球的取法是有限的,并且任意 从 两球被抽到的概率是相同的,所以,可以用古典概率 解决该问题。 C1 × C1 30 × 20 24 P(一白一黑)= 30 2 20 = = , 50 × 49 49 C50 2 30 × 29 2 C 87 , P(两白)= 30 = 2 ×1 = 2 50 × 49 245 C50 2 ×1 20 × 19 2 C 38 P(两黑)= 20 = 2 × 1 = 2 C50 50 × 49 245 2 ×1
(2) 独立性(Independence) 独立性(
独立事件(Independent events): 两个事件中不论哪个事件发生与否并不影响另一个事件发 生的概率,称这两个事件相互独立。 相依事件: 一个事件的发生与否会影响另一个事件发生的概率。 两个事件独立时,其条件概率等于无条件概率。 P(B|A)=P(B), P(A|B)=P(A), P(AB)=P(A)P(B) 两个事件A、B是相互独立的,当且仅当,P(AB)=P(A)P(B)
m n m n 1 Cn = n, 0 Cn = 1
2、概率的统计定义:相对频率法(Relative frequency method) 在相同条件下,随机试验n次,某事件A出现m次(m ≤n),则比值m/n称为事件A发生的频率; 随着n的增 大,该频率围绕某一常数p上下波动,且波动的幅度逐渐 减小,趋向于稳定,这个频率的稳定值,即为该事件的概率, 记为P(A)=m/n=p 例5.3 假设某个公司正在准备销售某一新产品,为了估计 顾客购买此产品的概率,进行了一次市场评估,一共联系 了400名顾客,结果有100名购买了该产品,而300人未购买。 P(购买)=100/400=0.25, P(不购买)=300/400=0.75。
二、事件的概率定义 事件的概率(Probability):事件在试验中出现的可能性 大小。事件A的概率用P(A)表示。对概率的理解有三种定 义: 1、概率的古典定义(Classical method) 如果(1)某一随机试验的结果有限;(2)各个结果出 现的可能性相等,则某一事件A发生的概率为该事件所包 含的基本事件数m与样本空间中所包含的基本事件数n的 m 比值。
如果A1,A2,…,An相互独立,则 P(A1A2…An)=P(A1)P(A2)…P(An) 例5.8 某工人同时看管三台机床,每单位时间(如30分钟)内机 床不需要看管的概率:甲机床0.9,乙机床0.8,丙机床0.85.若机床 是自动机床且独立工作,求(1)在30分钟内三台机床都不需要看 管的概率;(2)在30分钟内甲、乙机床不需要看管,而丙机床需 要看管的概率。 解:设A1、A2、A3为甲、乙、丙三台机床不需要看管的事件, 则A3为丙机床需要看管的事件。 (1)P( A1A2A3)=P(A1)P(A2)P(A3)=0.9×0.8 ×0.85=0.612; (2)P(A1A2A3)= P(A1)P(A2)P(A3)= 0.9×0.8 ×(1-0.85)=0.108
(2)事件的并 A和B的并(Union of A and B)是所有的属于A或B或同时属 于二者的样本点构成的事件.记作A∪B
样本空间
A B (3)事件的交 (3) A和B的交(Intersection of A and B)是同时属于A和B的样本 点构成的事件。记作A∩B
A
B
加法公式: P( A∪B)=P(A)+P(B)-P( A∩B )
2、基本的概率关系 (1)事件的补(Complement of event) 给定一个事件A,它的补定义为:Ac={样本空间中 所有不包括在A内的样本点}. P(A)+P( Ac)=1 例5.5 假设某采购部声称供货商运来的货物中无残 次品的概率为90%,利用补,推出货物中有残次品 的概率为1-0.9=0.1 Ac A
P ( AB ) P(A | B ) = P( B) P ( AB ) P ( B | A) = P ( A)
乘法公式: P(AB)=P(B)P(A|B) P(AB)=P(A)P(B|A)
例5.7 某报纸的发行部已知在某社区有84%的住户订阅了 该报纸的日报。用D=“某住户订阅了日报”, P(D)=0.84, 已经订阅日报的住户订阅其周刊(事件S)的概率为0.75, 即 P(S|D)=0.75, 求某住户既订阅了日报,又订阅了周刊的概率 是多少? 解:P(SD)=P(D)P(S|D)=0.84×0.75=0.63
5.1.2 概率的性质与运算法则 1、概率的性质: (1)非负性。对任意事件A 0≤ P(A)≤1 (2)规范性。必然事件的概率为1,不可能事件的概 率为0。P(Ω)=1,P(φ)=0 (3)可加性。 若A,B互斥,则P(A∪B)=P(A)+P(B)
可推广到多个两两互斥的随机事件A1,A2,…, An P(A1 ∪ A2 ∪... ∪An)=P(A1)+P(A2)+…+P(An)
(4)互斥事件(Mutually exclusive event) 如果两个事件没有公共的样本点,则称这两个事件互斥。
A
B
互斥事件的加法公式:件概率(Conditional probability) 某个事件的概率经常会因为另外一个相关事件的发生与否 而受到影响。 当某一事件B已知发生时,求事件A发生的概率,称为事件 B发生条件下事件A发生的条件概率,记为P(A|B)。一般 来说, P(A|B)≠P(A) 条件概率公式:
(4)独立的事件不可能是互斥的
若两个事件A和B是相互独立的,则 P(A∩B)=P(A)P(B) ≠0, A∩B ≠Φ, 即A和B是不互斥的。
课堂练习
1、两个骰子掷一次,出现两个相同点数的概率是多少? 2、设A与B是两个随机事件,已知A与B至少有一个发生 的概率是1/3,A发生且B不发生的概率是1/9,求B发生 的概率? 3、某品牌的电视机用到5000小时未坏的概率为3/4,用 到10000小时未坏的概率为1/2。现有一台这种品牌的电 10000 1/2 视机已经用了5000小时未坏,问它能用到10000小时的 概率是多少? 4、下列电路图中A、B、C、D、E是同一型号电器件, 该型号的电器件在一个月内不发生故障的概率是0.80, 求一个月内该电路畅通并正常工作的概率是多少?
互斥性与独立性的关系:
互斥事件一定是相依的,但相依的事件则 不一定是互斥的; 不互斥事件可能是独立的,也可能是不独 立的,而独立的事件不可能是互斥的.
(1)互斥事件一定是相依的
如果A、B两个事件互斥,则A∩B=Φ, P(A∩B)=0, 而P(A)•P(B) ≠0, 所以, P(A∩B) ≠ P(A)•P(B) ,即A、B是相依的。
第五章 概率与概率分布
简单的描述性统计只能对统计数据做比较肤浅的描 述、显示。要想从中探索出规律性的东西,需要推断 统计的方法。推断统计就是在搜集、整理观测样本数 据的基础上,对有关总体作出推断。根据随机性的观 测样本数据以及问题的条件和假定,对未知事物作出 的以概率形式表述的推断。即概率论与数理统计的内 容。