事件的概率
古典概率计算
排列组合
n个不同的物件取r个1≤r≤n的不同排列总数为
Prn=n(n−1)(n−2)⋯(n−r+1)
n个不同的物件取r个1≤r≤n的不同组合总数为
Crn=r!Prn=r!(n−r)!n! 每一个包含r件物品的组合,都可以产生r!个不同的排列,故排列数应为组合数的r!倍
Crn可记作(nr)
按0!=1 的约定,(n0)=1
(nr)=r!n(n−1)⋯(n−r+1)
组合系数(nr)又称为二项式系数
(a+b)n=i=0∑n(ni)aibn−i 证明
(a+b)n=(a+b)⋅(a+b)⋯(a+b) 为了产生aibn−i这一项,在这n个(a+b)中,要从其中i个取出a,从另外n−i个取出b。所以(ni) 是aibn−i这一项的系数
当 a=b=1 ,得
(n0)+(n1)+⋯+(nn)=2n
当 a=−1,b=1 ,得
(n0)−(n1)+(n2)−⋯+(−1)n(nn)=0
另外一个有用的公式
(m+nk)=i=0∑k(mi)(nk−i) 证明
(1+x)m+n=(1+x)m(1+x)nxk的系数为(m+nk)可以从(1+x)m中选取i项,从(1+x)n中选取k−i项即(m+nk)=i=0∑k(mi)(nk−i)
n个不同的物件分成k堆,各堆物件数分别为r1,⋯,rk的分法是
r1!⋯rk!n! 证明
已知i=1∑kri=n先从n个中取出r1个作为第一堆,取法有(nr1),在余下的n−r1中取出r2作为第二堆,取法有(n−r1r2)以此类推,得到全部不同的分法为r1!(n−r1)!n!r2!(n−r1−r2)!(n−r1)!⋯rk!(n−r1−r2−⋯−rk)!(n−r1−r2−⋯−rk−1)!=r1!r2!⋯rk!(n−r1−r2−⋯−rk)!n!=r1!r2!⋯rk!(0)!n!=r1!r2!⋯rk!n! 事件的运算、条件概率与独立性
条件概率
在B发生的条件下A的条件概率
P(A∣B)=P(AB)/P(B)(P(B)=0)
事件的独立性
若P(A∣B)>P(A),则B的发生使得A的发生的可能性增大:B促进了A的发生
若P(A)=P(A∣B),则B的发生与否与A发生的可能性无关,这时在概率论上称A,B两事件独立 P(AB)=P(A)P(B)
全概率公式与贝叶斯公式
全概率公式
设B1,B2,⋯为有限个或无限个事件,他们两两互斥且每次试验中至少发生一个,即
BiBj=∅(不可能事件),当i=j B1+B2+⋯=Ω(必然事件) 考虑任一事件A,因为Ω是必然事件,所以有A=AΩ=AB1+AB2+⋯,因为B1,B2,⋯两两互斥,所以AB1,AB2,⋯也两两互斥
P(A)=P(AB1)+P(AB2)+⋯ 代入条件概率公式P(A∣B)=P(AB)/P(B)
P(ABi)=P(Bi)P(A∣Bi) P(A)=P(B1)P(A∣B1)+P(B2)P(A∣B2)+⋯(全概率公式) "全部"概率P(A)被分解成许多部分之和,其理论和实用意义在于:在较复杂的情况下直接计算P(A)不容易,但A总是伴随着某个Bi出现,适当去构造这一组Bi往往可以简化计算
贝叶斯公式
在全概率公式的假定下,有
P(B∣A)=P(ABi)/P(A) =P(Bi)P(A∣Bi)/j∑P(Bj)P(A∣Bj) 全概率公式"由原因推结果",贝叶斯公式"由结果推原因"