- •Тема 7. Случайность, статистика, вероятность (начало)
- •2012 Тема 7. Случайность, статистика, вероятность (начало)
- •Определение случайности.
- •7.2. Первые статистические опыты и характеристики: вероятность, частота, нормальное распределение
- •7.3. Свойства частоты
- •7.4. СлучайныЕ событиЯ и их виды
- •Пример. Событие заключается в том, что в городе за сутки произойдёт не более 10-ти преступлений.
- •7.7. Свойства вероятности. Полная группа событий
- •7.8. Геометрическое определение вероятностИ. Плотность вероятности
7.4. СлучайныЕ событиЯ и их виды
Все возможные взаимно исключающие исходы опыта называются простейшими исходами или элементарными исходами.
Полная совокупность элементарных исходов называется пространством элементарных исходов.
Пространство элементарных исходов обозначается греческой буквой
– омега большое.
Один элементарный исход – маленькой буквой
– омега маленькое.
Рассмотрим примеры пространств элементарных исходов.
Пример 1. Игральная кость (кубик).
.
Пример 2. Трёхкратное бросание монеты. О – орел, Р – решка.
![]()
.
Самостоятельно определите число элементарных исходов в этом примере.
Пример 3. Число преступлений, совершённых в городе за сутки.
![]()
Число элементарных исходов не ограничено.
Случайное событие всегда можно рассматривать как исход некоторого опыта.
Обычно событием называют какое-либо подмножество пространства .
В общем случае это подмножество состоит из нескольких элементарных исходов.
Пример. Событие заключается в том, что в городе за сутки произойдёт не более 10-ти преступлений.
Достоверным событием называется событие, которое всегда осуществляется в условиях данного опыта.
Достоверное событие обычно обозначается , т.к. совпадает с пространством элементарных исходов.
Невозможным событием называется событие, которое никогда не осуществляется в условиях данного опыта.
Обычно обозначается значком пустого множества, т.е. .
Равными событиями называются события, состоящие из одинаковых элементарных исходов.
Пример. При двукратном бросании монеты события, состоящие в том, что «число «орлов» чётно» и «число «орлов» больше одного», равны.
Событие С называется противоположным событию А, если оно состоит из тех и только тех элементарных исходов, которые не входят в А.
Для того, чтобы сказанное было нагляднее, приведём следующий пример.
Пусть у нас стрельба по мишени. Событие А – попадание не хуже чем на 8 очков, т.е. в чёрное. Противоположное событие – попадание в белое.
Изобразим это в виде рисунка.
Квадрат – это все возможные точки попадания. Окружность – середина мишени.
Попадание в каждую точку мишени – элементарный исход .
Поэтому квадрат – это пространство элементарных исходов .
Каждое событие – совокупность элементарных исходов, поэтому можем изображать событие в виде некоторой геометрической фигуры, потому что геометрическая фигура это совокупность точек.

Ω



A C



Обозначается
противоположное событие, как
.
Событие В называется независимым по отношению к событию А, если возможность появления в опыте события В не зависит от того, произошло событие А или нет.
Примеры.
1) При многократных бросаниях монеты исходы бросаний независимы.
2) При вытаскивании из колоды одной карты событие «Эта карта – король» и событие «Эта карта – буби» – независимы по отношению друг к другу.
3) При последовательном вытаскивании двух карт из колоды возможность события «Вторым вытащен король» будет зависеть от того, произошло событие «Первым вытащен король» или нет (если первым вытащен король, то королей в колоде становится меньше, и возможность повторного вытаскивания уменьшается. А событие «Первым вытащен король» будет независимым от события «Вторым вытащен король».
В дальнейшем все рассматриваемые события будем считать независимыми.
7.5. Действия со случайными событиями
Событие С называется произведением событий А и В, если оно состоит из тех и только тех элементарных исходов, которые входят в А и В одновременно.

A B





C

Ω
Обозначается как
.
Широко используется
также и другое обозначение:
.
Оно заимствовано из теории множеств. Это вполне уместно, т.к. здесь событие рассматривается как множество исходов.
Однако для простоты мы будем использовать алгебраический значок умножить, а не значок объединения множеств.
Событие С называется суммой событий А и В, если оно состоит из тех элементарных исходов, которые входят либо в А, либо в В, либо в А и В одновременно.
Графический пример.

A B




C

Ω
Обозначается как
.
Широко используется
также и другое обозначение:
.
Но мы, по-прежнему, будем использовать знак плюс. И это не знак арифметического сложения!
Событие С называется разностью событий А и В, если оно состоит из тех и только тех элементарных исходов, которые одновременно входят в А и не входят в В.

A B





C


Ω
Обозначается как
.
В теории множеств для разности используется и другое обозначение: С = A \ B .
Но мы будем использовать знак минус.
Этот знак минус
не означает арифметическую разность,
т.к. из
не следует, что
.
Знак плюс также
не означает арифметическую сумму, т.е.
из
не следует, что
.
Знак умножить также не является арифметическим произведением, т.к. обратным к нему должно было бы быть действие деления, а оно для событий вообще не определено.
Исходя из определения разности событий А и В можно записать, что
=
![]()
Самостоятельно убедится в справедливости следующих тождеств, рассмотрев области событий:
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
События А и В называются несовместными, если ни один из элементарных исходов, входящих в А, не входит в В, и наоборот.
Иными словами,
наступление одного из них исключает
наступление другого, т.е.
.
Изобразить несовместные события можно так

A



B


Ω
7.6. классическое определение вероятности
Мы помним, что вероятность – это численная мера возможности
Под словами «определение вероятности» мы будем понимать не формулировку, что это такое, а способ установления этой численной меры.
Мы уже рассмотрели статистический способ определения вероятности, т.е. через частоту. Он прост и понятен.
Но определять вероятность, проводя многократные опыты, крайне неудобно.
Поэтому рассмотрим другие подходы к определению вероятности.
Первым рассмотрим классическое определение вероятности.
Этот способ состоит из трёх положений.
Пространство элементарных исходов состоит из N равновозможных элементарных исходов.
.
N – конечное число (это обязательное условие).
Вероятность любого i-того элементарного исхода определяется просто как:
.
Ещё раз подчеркнём: исходы равновозможны, следовательно, равновероятны.
Вероятность любого события A определяется как
,
где k – число элементарных исходов, из которых состоит событие А.
Чисто внешне последняя формула похожа на формулу для частоты, но в знаменателе – не число опытов, а общее число элементарных исходов.
При таком подходе для определения вероятности нет необходимости в проведении многочисленных опытов.
Достаточно подсчитать число благоприятных исходов и разделить на их общее число.
Так для ровной, непогнутой монеты можно сразу сказать, что вероятность выпадения орла равна 1/2.
А вероятность вытащить короля бубей из полной колоды равна 1/52.
