1.3古典概型 课件(共28张PPT)- 《概率论与数理统计(第3版)》同步教学(机工版)

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1.3古典概型 课件(共28张PPT)- 《概率论与数理统计(第3版)》同步教学(机工版)

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(共28张PPT)
第一章知识结构图
基本概念与运算
( 随机试验,事件,样本空间 )
频率与概率
统计定义
古典定义
公理化定义
条件概率
全概率公式与贝叶斯公式
独立性
一.古典型随机试验(等可能试验 )
一般, 如果随机试验 E 具有:
(1) 有限性:
则称随机试验 E为古典型随机试验,也称等可能试验.
(2) 等可能性:
的可能性相同.
第三节 古典概型(等可能概型)
它的样本空间的元素只有有限个.
在每次试验中, 每个基本事件发生
一个袋子中装有10个大小、形状完全相同的球. 将球编号为1-10 。把球搅匀,蒙上眼睛,从中任取一球.
因为抽取时这些球是完全平等的,
1
3
2
5
6
7
8
9
10
4
10个球中的任一个被取出的机会都是1/10
所以称这类概率模型为古典概型.
2
3
4
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6
1
5
示例
即, 10个球中的任一个被
取出的机会是相等的,
故没有理由认为10个球中的某一
个会比另一个更容易取得 .
均为1/10.
在此示例中,
若记 A={ 摸到2号球 }
若记 B={ 摸到红球 }
2
2
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1
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1
3
2
4
5
6
P(A)= 1/10
显然:

P(B)=
P(B)= 6/10
显然:
P(A)=

这里实际上是从“比例”
转化为“概率”
静态
动态
当要求“摸到红球”的概率时,
实际上只要找出它在静态时
相应的比例.
二.古典概型中事件概率的计算公式
设 E 是古典随机试验,S 是它的样本空间,
若事件A包含 k 个基本事件

则称
为事件 A 的概率。
概率的古典定义
定义:
A包含的基本事件总数
S包含的基本事件总数
证明:
由已知,
在试验中每个基本事件发生的可能
性是相同的,
即有:
又由于基本事件是两两互不相容的,
于是:

又由已知,
在古典概型的计算中排列组合是必备的基础

则有:
A包含的基本事件总数
S包含的基本事件总数

此公式是法国数学家 Laplace于1812年提出的.

知识.
设有30件产品其中有 4 件是次品,现从中任取 3件.
解:
设 A:任取 3 件恰有两件是次品
恰有 2 件次品应从次品中取,剩下的另一件
正品应从 26 件正品中取到。
无论取出的是否是次品,它总是从 30 件
从而:
例 1.
求:(1) 恰有 2 件次品的概率;
(2) 至少有一件次品的概率.
(1).
故它的样本空间总数是:
产品中取 3件,
故有:
设 B: 任取 3 件至少有一件次品
次品至少有一件指的是1件,2件,3件次品共三种情况,故有:
从而:
(2)
至少有一件
次品的概率.
30件产品
4 件次品
有 十个数字,现从中任取
求: 能排成一个六位数是 偶数 的概率.
由题意可知:它的样本空间元素是有限个,
并且每个基本事件发生的可能性也是相同的。
不论取出的 六个数是否能排成偶数,它总是从十个数中取出六个数,
设事件A: “排成的六位数是偶数”
解:
(排列数)
例2.
故样本空间的总数应是:
六个不同的数.
要排成 偶数
要成为 六位数,
(1).若首位取 1, 3, 5, 7 , 9 则有:
(2).若首位数 2, 4, 6, 8 则有:
综合(1),(2)可得:
从而:
要排成无重复数字的六位偶数,则首位与末位
有两种情况:
则第六位只能是 0, 2, 4, 6, 8;
第一位只能取 1, 3, 5, 7, 9 或 2, 4, 6, 8;
则第一位不能是 0,
设 A:电话号码由五个不同数字组成
= 0.3024
允许重复的排列
思考:
错在何处?
某公司的内部的电话号码由5个数字组成,每个
数字可能是从 0-9 这十个数字中的任一个。
计算样本空间样本点总数和所求
事件所含样本点数计数方法不同
从10个不同数字中
取5个的排列
则:
例3
求:电话号码由五个不同数字组成 的概率。
解:

盒中有 6 张面值相同的债券,其中有两张中奖债券,
现从中任取两次,每次取一张,考虑两种取法:
例 4.
(1). 有放回地取:
(2). 无放回地取:
第一次取出观察后放回盒中混
合均匀后再取第二次.
第一次取出后不放回盒中,

二次从剩余的债券中再取一张 .
求:分别就两种抽样方式求取到的两张都是中奖
债券的概率?
放回抽样
不放回抽样
显然,本题属古典概型。
(1). 有放回地抽取
第一次从盒中取,不论是否是中奖券,总是从 6 张中取一张,第二次再从盒中取,仍是有 6 张券可供抽取,故有:
中奖券有 2 张,第一次取有 2 张可供抽取,
第二次取仍有 2 张可供抽取,故有:
从而:
解:
设A:取到的两张都是中奖券
(2). 不放回地抽取
从而:
▲ 若在此例中若将取法改为 “一次抽取两张” ,
其它条件不变则有:
“不放回地抽取两次,每次取一张” 相当于
“一次抽取两张”。


故在许多问题中如果不是有放回地抽样,就统称为“任意取出”多少个。
某接待站在某一周曾接待过 12 次来访,已知这12次接待都是在周二和周四进行的。
问:是否可以推断接待时间是有规定的 ?
假设接待站的接待时间没有规定,而各来
访者在一周的任一天去接待站是等可能的.
设 A:12 次接待来访者都在周二和周四
一周共有7天,
例5.
解:
故有:
12次来访者均可在七天中任
一天都可去接待站 ,
相当于从七天中要接
待 12 次且可以 重复日期,
从而:
由“实际推断原理”:
“假设接待站接待时间是没有规定”
这一说法是不正确的。
因为12次接待来访者只能放在周二和周四
接待站 的接待时间是有规定的,
而不是每天都接待的。
(千万分之三)
可推断到:
因为千万分之三的小概率事件竟然
在假设条件下发生了。

故得出:
概率很小的事件在一次试验
中实际上几乎是不发生的。
两天之中,故有:
有 r 个人,设每个人的生日是 365 天的任何
一天是等可能的。
为求 P( A ), 先求
解:
A = { 至少有两人同生日 }
={ r 个人的生日都不同}

则有:
例6
试求:事件 “至少有两人同生日” 的概率。
由题意:

用上面 例6 的公式可以计算此事出现的概率为:
美国数学家伯格米尼曾经做过一个别开生面的实验,在一个盛况空前、人山人海的世界杯足球赛赛场上,他随机地在某号看台上召唤了22个球迷,请他们分别写下自己的生日,结果竟发现其中有两人同生日。
22个球迷中至少有两人
同生日的概率为0.476.
这个概率不算小,但它的出现不值得奇怪. 计算后发现,这个概率随着球迷人数的增加而迅速地增加,如下页表所示:
所有这些概率都是在假定一个人的生日在 365天的任何一天是等可能的前提下计算出来的。
据不完全统计,有关的实际概率比表中给出的还要大 。
一般当人数超过23时,可以说至少有两人同生日是可靠的。
统计表
人数 至少有两人同
生日的概率
20 0.411
21 0.444
22 0.476
23 0.507
24 0.538
30 0.706
40 0.891
50 0.970
60 0.994
设 Ai = { 第 i 封信装入第 i 个信封 }
i =1, 2, 3
A = { 没有一封信装对地址 }
某人将三封写好的信随机装入三个
写好地址的信封中。
直接计算P(A)不易, 则可先来计算
例7




则:
= { 至少有一封信装对地址 }
解:
因为:
问:没有一封信装对地址的概率是多少?
代入计算 的公式中:
应用加法公式
{ 第 i 封信装入
第 i 个信封 }
于是得:
推广到 n 封信,用类似的方法
可得:
把 n 封信随机地装入 n 个写好地
址的信封中, 没有一封信配对的
概率为:
“等可能性”是一种假设,在实际应用中, 应该根据实际情况去判断是否可以认为各基本事件或样本点
是等可能的。
1、在应用古典概型时必须注意“等可能性”的条件.
归 纳
在许多场合,由对称性和均衡性,一般就可以认为基本事件是等可能的,并在此基础上计算事件的概率。
2、在用排列组合公式计算古典概率时,必须注意
不要重复计数,也不要遗漏.
例如:从 5 双不同的鞋子中任取 4 只,这 4 只鞋子
中“至少有两只配成一双”(事件A)的概
率是多少?
下面的算法错在哪里?
错在同样的“ 4 只配
成两双”算了两次.
9
7
3
2
1
4
5
6
8
10
从 5 双中取 1 双,从剩
下的 8 只中取 2 只
例如: 从 5 双不同的鞋子中任取 4 只,这 4 只鞋
中“至少有两只配成一双”(事件A)的
概率是多少?
正确的答案是:
请思考:
还有其它解法吗?

3、许多表面上提法不同的问题实质上属于同一类型
(1)有 n 个人,每个人都以相同的概率 1/N (N≥n)
被分在 N 间房的每一间中.
求: 指定的 n 间房中各有一人的概率.


(2)有 n 个人,设每个人的生日是任一天的概率为
为 1/365。
求: 这 n ( n ≤365 )个人的生日互不相同的概率

任一天
(3)某城市每周发生 7 次车祸,假设每天发生车祸
的概率相同。
求: 每天恰好发生一次车祸的概率.
车祸

你还可以举出其它例子,留作课下练习.

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