随机事件的概率

四、随机事件的概率

1.频数与频率定义

在相同条件下进行n次重复试验,如果事件A发生了k次,则k为事件A发生的频数,比值img称为事件A发生的频率,记作fn(A),即img.

例如,历史上曾有人做过抛掷硬币的大量重复试验.如表6-1所示.

表6-1

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从上表可以看出,当试验次数逐渐增多时,正面出现的频率值是稳定的,它在0.5附近摆动.

2.概率的定义

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在相同条件下,重复进行n次试验,随机事件A出现的频率img稳定地在某个固定的数值p的附近摆动,而且一般来说,n越大,摆动的幅度越小,我们称这个稳定值p为随机事件A的概率,记作P(A)=p,此为概率的统计定义.

容易验证0≤P(A)≤1,特别情况,P(Ø)=0,P(Ω)=1.

3.概率的古典定义

试验的样本空间Ω中只含有有限多个基本事件,在每次试验中,每个基本事件出现的可能性相同,具有这种特点的随机试验称为古典概型.

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若随机试验为古典概型,且已知样本空间Ω中含有n个基本事件,事件A中含有k个基本事件,则事件A的概率

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古典概率的性质:

(1)0≤p(A)≤1;

(2)p(Ω)=1,p(Ø)=0.

利用概率的古典定义计算随机事件A的概率,首先要确定随机试验满足古典概型的特点,然后确定样本空间Ω所包含的基本事件总数n和事件A中包含的基本事件数k,则有img.

例3 掷3枚硬币,求3个正面向上的概率.

解 设事件A={3个正面向上},则

基本事件的总数为n=23,事件η包含的基本事件数m=1.

所以

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例4 一个袋内有5个红球,3个白球,2个黑球.计算任取3个球恰为一红、一白、一黑的概率.

解 设事件A={任取3个球恰为一红、一白、一黑},则基本事件的总数为img,事件A包含的基本事件数img.

所以

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例5 从有9件正品、3件次品的箱子中抽取两次,每次一件,按两种方式抽取:(1)不放回;(2)有放回,求事件A={取得两件正品}和事件B={取得一件正品一件次品}的概率.

解 (1)从12件产品中不放回抽取两件,Ω所含的基本事件数为img,A包含的基本事件数为img,B包含的基本事件数为img

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(2)从12件产品中有放回抽取两件,Ω所含的基本事件数为122,A包含的基本事件数为92,B包含的基本事件数为9×3+3×9,

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例6 将n个球随意地放入N个箱子中(N≥n),假设每个球都等可能地放入任意一个箱子,求下列各事件的概率:

(1)指定的n个箱子各放一个球;

(2)每个箱子最多放入一个球;

(3)某指定的箱子里恰好放入k(k≤n)个球.

解 将n个球随意地放入N个箱子中,共有Nn种放法,记(1)、(2)、(3)的事件分别为A,B, C.

(1)将n个球放入指定的n个箱子,每个箱子各有一球,其放法有n!种,故有

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(2)每个箱子最多放入一个球,等价于先从N个箱子中任选出n个,然后每个箱子中放入一球,其放法有img!种,故有

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(3)先任取k个球(有img种取法)放入指定的箱子中,然后将其余的n-k个球随意地放入其余N-1个箱子,共有(N-1)n-k种放法,故有

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