§1.3古典概型与几何概型 课件(共20张PPT)- 《概率论与数理统计》同步教学(重庆大学版)

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§1.3古典概型与几何概型 课件(共20张PPT)- 《概率论与数理统计》同步教学(重庆大学版)

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§1.3 古典概型与几何概型
概率的公理化定义只给出了概率的定义,并没有给出计算概率的方法和公式.实际上,在一般情形之下概率的计算是比较困难的.下面我们讨论两类基本的概率模型——古典概率模型和几何概率模型.在这两种概率模型下计算事件的概率是本节的主要任务.
*
1.3.1 古典概率模型
1 (有限性)样本空间的基本事件只有有限多个,
ω1, ω2, …,ωn ;
一类最简单的随机试验具有下述特征:
2 (等可能性)每一个基本事件发生的可能性相同,即
这种等可能的概率模型曾经是概率论发展初期的
主要研究对象,谓之为古典概率模型,简称为古
典概型(等可能概型).
*
事实上
*
由概率的有限可加性,有
下面我们讨论古典概型中事件概率的计算公式.
*
例1.11将一枚硬币抛掷三次,求“恰有一次出现正面”的概率.
包含了3个基本事件,

记A={恰有一次出现正面},
中包8个基本事件
解 样本空间
*
例1.12袋中有5只白球,4只红球,3只黑球. (1)从中任取4只,求4只中恰有2只白球,1只红球,1只黑球的概率;(2) 从中任取3只,求3只中至少有1只红球的概率.
设A={4只中恰有2只白球,1只红球,1只黑球},
解(1)从12只球中任取4只,共有 种不同的取法.
个基本事件,
则A包含了
*
例1.12袋中有5只白球,4只红球,3只黑球. (1)从中任取4只,求4只中恰有2只白球,1只红球,1只黑球的概率;(2) 从中任取3只,求3只中至少有1只红球的概率.
设B={3只中至少有1只红球},
解(2)从12只球中任取3只,共有 种不同的取法.
个基本事件,
则B包含了
*
例1.12袋中有5只白球,4只红球,3只黑球. (1)从中任取4只,求4只中恰有2只白球,1只红球,1只黑球的概率;(2) 从中任取3只,求3只中至少有1只红球的概率.
设B={3只中至少有1只红球},
另解(2)从12只球中任取3只,共有 种不同的取法.
则 ={3球中没有红球},
*
  例1.13 从0,1,2,…,9这10个数字中任意选出3个不同的数字,试求下列事件的概率:(1)取到的三个数字不含0和5;(2)取到的三个数字不含0或不含5.
样本空间
中包含的基本事件数为
解 设A={3个数字中不含0和5}, B={3个数字中不含0或不含5},
*
  例1.13 从0,1,2,…,9这10个数字中任意选出3个不同的数字,试求下列事件的概率:(1)取到的三个数字不含0和5;(2)取到的三个数字不含0或不含5.
解 (2)由于事件B包含取到的三个数字“不含0含5”、“含0不含5”、“既不含0也不含5”三种情况
*
另解
也可以利用对立事件的概率公式计算如下
因为
{3个数字中既含0,又含5},
所以

箱子
  例1.14 将n个球随机地放入N(n≦N)个箱子中,其中每个球都等可能地放入任意一个箱子,求下列事件的概率:(1)每个箱子最多放有1个球;(2)某指定的一个箱子不空.
解 每个球都有N种选择,基本事件总数为
记(1)和(2)中的事件分别为A和B.
*
A共包含
个基本事件,
(1) 事件A相当于在N个箱子中任意取出n个,然后再将n个球放入其中,每箱1球,所以
*
进而
(2) 事件B的逆事件 ={某指定的一个箱子是空的},它相当于将n个球全部放入其余的N-1个箱子中,所以
*
扩展延伸:下面我们用分球问题来讨论概率论发展史上有名的“生日问题”.
  一个人在一年(按365天计)内每一天出生的可能性相同.

任一天
*
现随机地选取n(n≤365)个人,则他们生日各不相同的概率为
于是,n个人中至少有两个人生日相同的概率为
对一些不同的n值,计算相应的概率值如下表:
*
惊奇?!
人生日相同”十有八九会发生;在60人的人群里,
“至少有两人生日相同”几乎必然发生.
在40人左右的人群里,“至少有两
*
*1.3.2 几何概率模型
  几何概型借助于几何度量确定事件的概率,习惯上称这种概率为几何概率.类似于古典概型的有限性和等可能性,几何概型满足下述两个特征:
其几何度量度、面积或体积等)大小可用
表示;
1 随机试验的样本空间
充满某个区域,
*
2 任意一点落在
中任何子区域的概率只
与其几何度量有关,并与之成正比.
事件A的概率为
对于几何概型下的任何事件A,若A对应于
中的某个子区域,其几何度量可用
表示,则
*
注 如果试验相当于向直线上的区间内投掷随机点,则只需将上式中的面积改为长度,上述讨论依然成立;
如果试验相当于向空间区域内投掷随机点,则只需将面积改成体积.
  例1.15 某人午觉醒来发现自己的表停了,便打开收音机收听电台报时.已知电台每个整点报时一次,求他(她)能在10分钟之内听到电台报时的概率.
记A={他(她)能在10分钟之内听到电台报时}

解 设x表示他(她)打开收音机的时刻,则样本空间
*
  例1.16 两人相约7点到8点在某地见面,先到的人等另一个人20分钟,超过20分钟就离去,试求两个人能见面的概率.
60
A
60
解 设x,y分别表示两人到达的时刻,则样本空间


*

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