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样本空间和随机事件-概率统计及其应用

时间:2023-11-08 理论教育 版权反馈
【摘要】:,10,则样本空间Ω={1,2,…

样本空间和随机事件-概率统计及其应用

1.样本空间

大千世界,所遇到的现象不外乎两类:一类是确定现象;另一类是随机发生的不确定现象.如在标准大气压下,水加热到100℃时沸腾,是确定会发生的现象;用石蛋孵出小鸡,是确定不可能发生的现象;而买彩票中不中奖,适当条件下种子发芽等这类不确定现象叫作随机现象.

定义1 使随机现象得以实现和对它观察的全过程称为随机试验,记作E.随机试验满足以下条件:

(1)试验的所有可能结果是已知的或是可以确定的;

(2)每次试验究竟会发生什么结果是无法预知的(试验之后才知道).

定义2 随机试验的所有可能结果组成的集合称为样本空间,记为Ω.试验的每一个可能结果称为样本点,记为ω.

在具体问题中,给定样本空间是研究随机现象的第一步.

例1 一盒中有十个完全相同的球,号码分别为1,2,3,…,10,从中任取一球,观察其标号,用ωi表示标号,i=1,2,…,10,则样本空间Ω={1,2,…,10}.

例2 在研究英文字母使用状况时,通常选用这样的样本空间:

Ω={空格,A,B,C,…,X,Y,Z}

例1、例2讨论的样本空间只有有限个样本点,是比较简单的样本空间.

例3 讨论某寻呼台在单位时间内收到的呼叫次数,可能结果一定是非负整数而且很难制定一个数为它的上界,这样,可以把样本空间取为Ω={0,1,2,…}.

这样的样本空间含有无穷个样本点,但这些样本点可以依照某种顺序排列起来,称它为可列样本空间.

例4 讨论某地区的气温时,自然把样本空间取为Ω=(-∞,+∞)或Ω=[a,b].

这样的样本空间含有无穷个样本点,它充满一个区间,称它为无穷样本空间.(www.xing528.com)

从这些例子可以看出,随着问题的不同,样本空间可以相当简单,也可以相当复杂.在今后的讨论中,都认为样本空间是预先给定的,当然对于一个实际问题或一个随机现象,考虑问题的角度不同,样本空间选择可能也不同.

例5 掷骰子这个随机试验,若考虑出现的点数,则样本空间Ω={1,2,3,4,5,6};若考虑的是出现奇数点还是出现偶数点,则样本空间Ω={奇数,偶数}.

由此说明,同一个随机试验可以有不同的样本空间.

在实际问题中,选择恰当的样本空间来研究随机现象是概率中值得研究的问题.

2.随机事件

定义3 样本空间中满足一定条件的子集称为随机事件,简称事件,用大写字母A,B,C,…表示.

只含有一个不可再分试验结果的随机事件称为一个基本事件,即一个样本点所组成的集合{ω}.在试验中如果出现随机事件A中包含的某一个样本点ω,则称作事件A发生,并记作ω∈A.

再看例1样本空间Ω={1,2,3,…,10},下面研究这些问题.

A={球的标号为3}, B={球的标号为偶数}, C={球的标号不大于5}其中A为一个基本事件,而B与C则是多个样本点的集合,即随机事件.

例如,B发生(出现)必须而且只需下列样本点之一发生:2,4,6,8,10,它由五个样本点组成.

同样地,C发生必须而且只需下列样本点之一发生:1,2,3,4,5.

显然,A,B,C都是Ω的子集,它们可以简单地表示为A={3},B={2,4,6,8,10},C={1,2,3,4,5}.

因为Ω是由所有样本点组成的,所以在一次试验中,必然要出现Ω中的某一样本点ω∈Ω,也就是在试验中Ω必然要发生,今后用Ω表示一个必然事件.空集∅不包含任何样本点,且在每次试验中总不发生,所以用∅表示不可能事件.

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