在科学研究或社会活动中常常会进行一定条件下的实验或观察,例如在一个大气压下水加热到100℃是否沸腾?生产企业的产品抽检是否合格?你走到有交通灯的路口会遇到红灯还是绿灯?等等.我们把这样的可重复进行的实验或观察统称为试验.
试验分为确定性试验(也称必然试验)及不确定性试验(也称随机试验).
在一定条件下必然发生或不发生的试验称为确定性试验;如在一个大气压下水加热到100℃必沸腾,上抛一重物必下落等等都是确定性试验.
在一定条件下可能发生或不发生的试验称为随机试验;如企业抽检产品合格与否,人走到有交通灯的路口会遇到红灯还是绿灯等,都是随机试验.
随机试验一般具有以下特点:(1)试验的所有可能结果是可以确定的;(2)每次试验的结果在试验前是无法预知的.
概率论就是研究随机试验之现象(即随机现象)的数量规律的科学,是数理统计的理论基础.
先看几个随机试验的例子.
[例6.1] 抛掷一枚骰子,观察朝上出现的点数.
[例6.2] 从一大批产品中抽取30件产品,检查30件产品中的次品数量.
[例6.3] 观察某路口一天内通过的车辆数.
[例6.4] 从一批灯泡中抽取一只灯泡,检测其使用时间.
显然,对随机试验我们关注的是伴随随机试验产生的结果.
一般地,把随机试验的结果产生的现象的陈述称为随机事件,简称事件,用符号A,B及A1,A2,…,An等表示.例如上述例6.1中,“出现3点”“出现点数小于4点”“出现奇数点”等都是随机事件,可分别记为A、B、C事件;如果抛一次骰子,结果出现5点,我们说A事件不发生,B事件也不发生,而C事件发生了;事件A、B、C还有一个特征,B、C可以分为更小的事件,而A事件无法再分.
在事件中,把那些无法再分的事件称为样本点(也称基本事件),而把那些可以再分的事件称为复合事件.
样本点的全体称为样本空间(也称必然事件),记为Ω.(www.daowen.com)
不含任何样本点的事件称为不可能事件,记为∅.
[例6.5] 抛掷一枚骰子,观察朝上出现的点数.其样本空间为Ω={1,2,3,4,5,6},样本空间中的样本点数是有限的.如事件“出现8点”是此试验的不可能事件.
[例6.6] 从一大批产品中抽取30件产品,观察30件产品中的次品数量.其样本空间为Ω={0,1,2,3,…,30},样本空间中的样本点数是有限的.
[例6.7] 观察某路口一天内通过的车辆数.其样本空间为Ω={0,1,2,3,…,100,…},样本空间中的样本点数是无限的,但可以排列的,此情形称为可列的.
[例6.8] 从一批灯泡中抽取一只灯泡,检测其使用时间.其样本空间为Ω={t|t≥0},样本空间中的样本点数是无限的,但不可列的.
必然事件和不可能事件是随机事件的特例,其本身已无随机性,但在概率论的研究中有着重要的作用.
[例6.9] 袋中装有编号为1号、2号的2个白球和编号为3号的1个黑球,现从袋中任意地摸出2个球;记随机事件A={第一次摸得黑球},B={第二次摸得白球},C={两次都摸得白球},D={第一次摸得黑球,第二次摸得白球}.试用样本点表示A、B、C、D事件.
解 第一、二次取到的球号可以用数组的形式表示,即(i,j)表示第一、二次取到的球号.则A={(3,1),(3,2),(3,3)},
B={(1,2),(3,2),(2,1),(3,1)},
C={(1,2),(2,1)},
D={(3,1),(3,2)}.
在概率论中,常用一个长方形表示样本空间Ω,用其中的一个圆或其他几何图形表示事件A,见图6-1,这类图形称为维恩(Venn)图.
图6-1
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