【知识框架】
【知识点提示】
( 1 )随机事件的基本概念 ,一般不会单独考查 ,但是理解本章后面内容 的基础;
( 2 )离散型随机变量的概率分布的性质、期望值和方差(选择题、计算 题知识点) ;
( 3 )常见离散型概率分布的性质(选择题、计算题知识点) ;
( 4 )连续型随机变量的概率分布 ,包括概率密度及分布函数的含义、期 望值和方差、正态分布的含义及其密度函数的性质、一般分布线性变换 为标准正态分布的方法、二项分布的正态近似(选择题、简答题、计算 题、证明题知识点) ;
( 5 )概率的性质及运算法则 ,条件概率、全概率公式与贝叶斯公式(选 择题、计算题知识点)。
【核心知识点】
知识点一 :离散型随机变量的概率分布
1 概率分布的性质
( 1 )pi≥0;
( 2 )
。
2 期望值和方差
( 1 )期望值的计算公式
① 若X取有限个数值 ,期望值为 :
② 若X取无限个数值 ,则期望值为 :
( 2 )方差与标准差
① 方差 :σ2=D( X )=E[X-E( X )]2=E( X2 )-[E( X )]2。
② 标准差 :
。
③ 适用性 :标准差的单位与随机变量的单位相同 ,相对于方差更易于解
释 ,所以对实际问题的分析常使用标准差。
3 常见分布
表5- 1 常见离散型概率分布的性质
知识点二:连续型随机变量的概率分布
1 概率密度与分布函数
( 1 )概率密度函数 :若函数f( x )满足 :① f( x )≥0 ,②, 则称f( x )为概率密度函数。
( 2 )分布函数 :
( 3 )两者关系 :连续型随机变量的概率密度是其分布函数的导数 ,即 f( x )=F'( x )。
【注意】在连续分布的情况下 ,以曲线下面的面积表示概率 ,随机变量 X在a和b之间的概率可以表示成 :
2 连续型随机变量的期望值和方差
( 1 )期望值 :
( 2 )方差 :
3 正态分布
( 1 )正态分布的定义
如果随机变量X的概率密度为 :
则称X服从正态分布 ,记作X~N ( μ , σ2 )。
( 2 )概率密度函数的性质
① f( x )≥0;
② f( x )是关于x= μ对称的对称钟形曲线 ,且在x= μ处达到最大值 ,
③ σ>0 ,决定曲线的“陡峭”或“扁平”程度 ,σ越大 ,曲线越平缓;σ越小 ,曲线越陡峭;
④ 当x趋于无穷时 ,曲线以x轴为其渐近线;
⑤ 正态随机变量在特定区间上的取值概率由f( x )下的面积给出 ,而且 其曲线下的总面积等于1。正态分布密度函数示意图见图5- 1。
/
图5- 1 正态分布密度函数示意图
( 3 )标准正态分布
① 定义 :对于正态分布 ,若μ = 0 ,σ= 1时 ,则
相应的正态分布N( 0 ,1 )称为标准正态分布。通常用φ( x )表示正态 分布的概率密度函数 ,
用Φ( x )表示分布函数。
② 特点 :一般的正态分布可以通过线性变换转化为标准正态分布 :
假设X~N ( μ , σ2 ),则Z=( X - μ )/σ ~ N( 0 ,1 )。
( 4 )二项分布的正态近似
设随机变量X~B( n ,p ),由中心极限定理 ,当样本量n越来越大时 , 则对任意x ,有
即当n很大 ,而0<p<1是一个定值时 ,服从二项分布的随机变量X近似 服从正态分布N( np ,np( 1-p )) 。
【知识点拓展】概率的性质与运算法则
1 概率的基本性质
( 1 )对任一随机事件A ,有0≤P( A )≤1
( 2 )必然事件的概率为1 ,而不可能事件的概率为0 ,即P ( Ω ) = 1 , P ( Φ ) = 0
2 概率的加法法则
( 1 )法则1 两个互斥事件之和的概率等于两个事件概率之和。
① 设A和B为两个互斥事件 ,则有P( A∪B )=P( A )+P( B )。
② 其中必有一个发生的两个互斥事件称为对立事件 ,记事件A的对立事
件为A ,则有P( A )=1-P( A )。
③ 对于多个两两互不相容的随机事件A1 ,A2 ,ⅆ , An ,则 P( A1∪A2∪ … ∪An )=P( A1 )+P( A2 )+ ⅆ +P( An )。
( 2 )法则2 对于任意两个随机事件 ,它们和的概率为两个事件各自的 概率之和减去两事件之交的概率 ,即P( A∪B )=P( A )+P( B ) - P( A ∩B )。
3 条件概率与独立事件
( 1 )条件概率
当某一事件B已经发生时 ,求事件A发生的概率 ,记为P( A|B )。一般 来说 ,P( A|B )≠P( A ),只有当A与B独立时 ,P( A|B )=P( A )。
( 2 )乘法公式
条件概率P( A|B )与概率P( AB ),P( B )的关系 :P( A|B )= P( AB )/P( B ),P( B )>0。
则概率的乘法公式为 :P( AB )=P( B )P( A|B ),或P( AB )= P( A )P( B|A )。
( 3 )独立性
① 独立事件 :若两个事件同时发生的概率等于它们各自发生的概率之 积 ,即P( AB )=P( A )·P( B ),则称事件A和事件B相互独立。
② 两个事件相互独立可推广到多个事件相互独立 :若P( A1A2 …An )= P( A1 )P( A2 )…P( An ),则称A1 ,A2 ,ⅆ , An相互独立。
【注】独立事件与互斥事件的关系 :互斥概率大于0的事件一定是相互依 赖(不独立)的 ,但相互依赖的事件不一定是互斥的;不互斥事件可能是独立的 ,也可能是不独立的 ,然而独立事件不可能是互斥的。独立事件与互斥事件的关系如图5-2。
图5-2 独立事件与互斥事件的关系
4 全概率公式与贝叶斯公式
( 1 )全概率公式
其中 ,B1 ,B2 ,ⅆ , Bn是互不相容事件 ,且B1∪B2∪ … ∪Bn = Ω , P( Bi)>0 ,i=1 ,2 ,ⅆ , n
( 2 )贝叶斯公式

