第 3 章. 概率空间
高级类别:【统计】【统计概述】(https://jb243.github.io/pages/1641)
1. 集合论
2. 条件概率
a. 包含-排除原则
b. 蒙蒂·霍尔问题
1.集合论
⑴ 案例(结果):可以任意定义。标记为 ωi
⑵样本空间:设置满足以下条件的Ω
① Ω = { ω1, ω2, ···, ωn }
② ωi 和 ωj 不相交
③ Ω 包括所有可能的结果
④ ((1, 2, 3), (3, 4, 5, 6)) (×)
⑤ ((1, 2), (3, 4, 5, 6)) (○)
⑶ 域: Ω的所有子集的集合F
①假设: Ω = {1, 2, 3}
② F = {∅, {1}, {2}, {3}, {1, 2}, {1, 3}, {2, 3}, {1, 2, 3}}
⑷ 事件:F的每个元素,_即_样本空间的子集
①总事件:Ω
② 空事件:∅
③ 互补事件:Ac = Ω - A
④ 工会事件: A ∪ B
⑤ 相交事件:A ∩ B
⑥ 互斥事件:满足 A ∩ B = ∅ 的事件 A 和 B 之间的关系
⑦ 当事例数为n时,事件数为2n
⑧ 德摩根定律:(E ∪ F)c = Ec ∩ Fc, (E ∩ F)c = Ec ∪ Fc
⑸ 概率
①直观的定义:特定事件的概率=特定事件的数量÷所有事例的数量
②公理化方法:由统计学之父柯尔莫哥洛夫提出
○ 概率是一种函数: F → ℝ
○ 公理 1。 P(E)≥0
○ 公理 2。 P(Ω) = 1
○ 公理 3. 概率加法规则: 关于不相交的 Ei 和 Ej
○ 定理1. P(∅) = 0
○ P(U) = P(U) + P(∅) ⇔ P(∅) = 0
○ 请注意,即使 E ≠ ∅,P(E) 也可以为 0
○ 定理 2. P(Ec) = 1 - P(E)
○ 1 = P(E ∪ Ec) = P(E) + P(Ec)
○ 定理3. E ⊂ F → P(E) ≤ P(F)
○ F = E ∪ (Ec ∩ F) → P(F) = P(E) + P(Ec ∩ F) ≥ P(E)
○ 定理 4. P(E ∪ F) = P(E) + P(F) - P(E ∩ F)
○ E ∪ F = (Ec ∩ F) ∪ (E ∩ F) ∪ (E ∩ Fc)
○ P(E ∪ F) = (P(F) - P(E ∩ F)) + P(E ∩ F) + (P(E) - P(E ∩ F))
○ 定理 5. 德摩根定律
○ (A ∪ B)c = ((Ac ∩ B) ∪ (A ∩ Bc) ∪ (A ∩ B))c = (U - Ac ∩ Bc)c = Ac ∩ Bc
○ 设 C = Ac,D = Bc,则 C ∩ D = (Cc ∪ Dc)c ⇔ (C ∩ D)c = Cc ∪ Dc
③ 克伦威尔规则:除了逻辑陈述外,不应使用 1 或 0 的概率
⑹【包含-排除原则】(https://jb243.github.io/pages/1640)
① 示例:P(A ∪ B ∪ C) = P(A) + P(B) + P(C) - P(A ∩ B) - P(B ∩ C) - P(C ∩ A) + P(A ∩ B ∩ C)
⑺ σ-代数
⑻ 【设置问题示例理论](https://blog.kakaocdn.net/dn/caHvls/btsLz4i1cEu/P7K84APjyv0FXN3HHcHakk/%E1%84%8C%E1%85%B5%E1%86%B 8%E1%84%92%E1%85%A1%E1%86%B8%E1%84%85%E1%85%A9%E1%86%AB%2035%E1%84%8C%E1%85%A6.pdf?attach=1&knm=tfile.pdf)
2.有条件 概率
⑴条件概率
① P(A | B):当事件B已经发生时,事件A发生的概率
② 表达式: P(A | B) = P(A ∩ B) ÷ P(B)> ③ P(A | B) ≠ P(B | A)
④ 概率乘法规则: P(A ∩ B) = P(A) × P(B | A) = P(B) × P(A | B)
⑤ 多前提概率乘法定理
○ 下面的等式是不言而喻的,因为任何概率都隐含着某些先决条件(例如,α、β)
⑥【条件题示例概率](https://blog.kakaocdn.net/dn/OrMdP/btsLAZhv14L/yJiFUkEojXM2kPROi5vZ20/%E1%84%8C%E1%85%A9%E1%84%80%E1%85%A5%E1%86%A B%E1%84%87%E1%85%AE%20%E1%84%92%E1%85%AA%E1%86%A8%E1%84%85%E1%85%B2%E1%86%AF%2036%E1%84%8C%E1%85%A6.pdf?attach=1&knm=tfile.pdf)
⑵条件概率链式法则
① 示例: P(A ∩ B ∩ C) = P(A) × P(B | A) × P(C | A ∩ B)
⑶ 事件独立性:如果条件概率等于内在概率
① 概述
○ 定义:P(A ∩ B) = P(A) × P(B)
○ A ⊥⊥ B 表示A和B独立
②申请
○ P(A | B) = P(A ∩ B) ÷ P(B) = P(A)P(A B) = P(A ∩ B) ÷ P(B) = P(A)
○ P(B | A) = P(A ∩ B) ÷ P(A) = P(B)
○ E 和 F 独立 ⇔ Ec 和 F 独立 ⇔ E 和 Fc 独立 ⇔ Ec 和 Fc 独立
○ 如果 P(A) = 0,则 A 和 B 始终独立
○ P(A), P(B) > 0, 并且 A 和 B 独立 → A 和 B 不相交
○ 如果 A 和 B 不相交,P(A) = 0, P(B) = 0,或者 A 和 B 不独立(反命题)
○ 即使 A、B 和 G 相互独立,A 和 B 的交集,即 A ∩ B 和 G 也可能不是独立的。例如,设 A 为第一个硬币正面朝上的事件,B 为第二个硬币正面朝上的事件,G 为两次抛硬币正面朝上的事件。
③直观意义
○ 有关一个变量的信息不会告诉您有关另一个变量的任何信息
④与条件概率的关系
○ Pr(X = x | Y = y) = Pr(X = x)
⑷ 相互独立
① 条件1.
② 条件2. 包括条件1
③ 与成对独立性的比较
○ 定义:P(Am ∩ Ak) = P(Am) × P(Ak), ∀ m, k
○ 相互独立 ⊆ 成对独立
○ 一般来说,许多事件之间的独立性意味着相互独立
⑸ 条件独立性
①定义
②条件独立并不总是独立
③独立并不总是有条件的独立
⑹ 全概率定律
①隔断
○ 定义 1. (详尽) Ω = B1 ∪ B2 ∪ ··· ∪ Bn
○ 定义 2. (不相交) Bi ∩ Bj = ∅
②结论
○提示:画本图很容易理解
③ 重要:用于归纳贝叶斯定理
⑺ 贝叶斯定理
① a假设 1. S = B1 ∪ B2 ∪ ··· ∪ Bn
② 假设 2. ∀ i, j, Bi ∩ Bj = ∅
③结论
> ④ 重要性1.可以使用完全不相关的P(A | B)来计算P(B | A)
⑤ 重要性2. 结果(后验、后验)可以预测原因(先验、先验)
○ A:观察到的事件结果
○ B: 因果事件
○ P(Bi): 先前
○ P(Bi | A) :当观察到 A 时,Bi 是原因(后验)的概率
○ P(A | Bi) :当 Bi 为原因时,A 发生的概率 (likelihood)
⑥ 【贝叶斯统计】(https://jb243.github.io/pages/1192)
○ 在不识别总体的情况下推断概率
○ 声称概率只不过是人类的信念
⑻ 示例 1. 诊断率
①癌症患者比例
P(A) = 1%
②诊断时的阳性概率(命中率)
P(乙)
③诊断癌症患者时的阳性概率
P(B A) = 95%
④ 诊断非癌症患者时出现假阳性的概率
P(B Ac) = 5%
⑤ 问题: 阳性者在诊断过程中真正患癌症的概率
P(A B)
⑥诊断阳性比例:采用全概率定律
P(B) = P(B A) + P(B Ac) = 0.95 × 0.01 + 0.05 × 0.99
⑦ 任何人是癌症患者且诊断呈阳性的概率
P(A ∩ B) = P(B A) × P(A) = 0.95 × 0.01
⑧ 回答
P(A B) = P(A ∩ B) ÷ P(B) = 0.16
⑨ 解读: 由于非癌症患者较多,假阳性率相当高
⑼ 示例 2. 蒙蒂霍尔问题
①情况
○ 超级跑车站在三扇门之一后面
○ 表演者选择三扇门中的一扇
○ 节目主持人打开了节目参与者未打开的任何门
○ 展会参与者可以坚持或更改其现有选择
○问题:哪种选择合理?
②前提
○ 显示参与者首先选择门1
○ 节目主持人开门3
③定义
○ P(i): 超级跑车在门1后面的概率
○ P(ii): 超级跑车在门 2 后面的概率
○ P(iii): 超级跑车在门3后面的概率
○ P(Ⅰ):主持人选择1号门的概率
○ P(Ⅱ):主持人选择2号门的概率
○ P(Ⅲ): 主持人选择3号门的概率
○ P(i)、P(ii) 和 P(iii) 是先验(原因)
○ P(Ⅰ)、P(Ⅱ)、P(Ⅲ) 是后验(结果)
④条件概率
○ P(ⅰ | Ⅲ):当主持人选择3号门时,1号门后面有一辆超级跑车的概率
○ P(Ⅲ | ⅰ):如果1号门后面有一辆超级跑车,主持人选择3号门的概率
⑤ 贝叶斯定理
○ P(ⅰ | Ⅲ)
○ P(ⅱ | Ⅲ)
○ P(ⅲ | Ⅲ)
⑥结论:改变选择对表演者有利
输入:2019.06.16 22:02