Основные теоремы исчисления вероятностей

Содержание

Слайд 2

Независимые события Определение События A и B называются независимыми, если

Независимые события

Определение
События A и B называются независимыми, если

Слайд 3

Пример Из колоды, насчитывающей 36 карт, наугад извлекается карта. Будут ли

Пример

Из колоды, насчитывающей 36 карт, наугад извлекается карта. Будут ли события

{извлекли даму} и {извлекли пику} независимы?
Решение.
A = {дама}, B = {пика}, AB = {дама пик}.
p(A) = 4/36 = 1/9, p(B) = 9/36 = 1/4,
p(AB) = 1/36.
p(A) ∙ p(B) = 1/9 ∙ 1/4 = 1/36.
p(A) ∙ p(B) = p(AB) → A и B независимы.
Слайд 4

Замечание Если события A и B несовместны, то они независимы только

Замечание

Если события A и B несовместны, то они независимы только если


P(A) = 0 или P(B) = 0. (ПОЧЕМУ?)


Слайд 5

Вероятность события A, вычисленную в предположении, что событие B произошло, мы будем обозначать через Условная вероятность

Вероятность события A, вычисленную в предположении, что событие B произошло, мы

будем обозначать через

Условная вероятность

Слайд 6

Определение Условной вероятностью события A при условии, что произошло событие B,

Определение

Условной вероятностью события A при условии, что произошло событие B, называется

число
Считают, что условная вероятность определена только в случае, когда
P(B) > 0.
Слайд 7

Пример Кубик подбрасывается один раз. Известно, что выпало более трех очков.

Пример

Кубик подбрасывается один раз. Известно, что выпало более трех очков. Какова

при этом вероятность того, что выпало четное число очков?
Решение.
Ω при одном подбрасывании кубика состоит из шести точек: Ω = {1, 2, 3, 4, 5, 6}.
Слова «известно, что выпало более трех очков» означают, что в эксперименте произошло событие B = {4, 5, 6}.
Слайд 8

B = {4,5,6}, p(B) = 3/6 = 1/2, AB = {4,6}, p(AB) = 2/6 = 1/3.

B = {4,5,6}, p(B) = 3/6 = 1/2,
AB = {4,6}, p(AB)

= 2/6 = 1/3.
Слайд 9

Свойства независимых событий Если события A и B независимы, то: P(A|B)

Свойства независимых событий

Если события A и B независимы, то:
P(A|B) =

P(A), P(B|A) = P(B)
(если P(A) >0, P(B) > 0).
независимы и события
Слайд 10

Независимость в совокупности Определение События A1, A2, …, An называются независимыми

Независимость в совокупности

Определение
События A1, A2, …, An называются независимыми в совокупности,

если для любого набора событий вероятность произведения равна произведению вероятностей:
Слайд 11

Замечание Если события A1, A2, …, An независимы в совокупности, то

Замечание

Если события A1, A2, …, An независимы в совокупности, то они

попарно независимы, т.е. любые два события Ai, Aj независимы. (ПОЧЕМУ?)
Обратное неверно.
Если события попарно независимы, то
в совокупности могут быть зависимы.
Слайд 12

Теорема сложения Доказательство

Теорема сложения

Доказательство

Слайд 13

Слайд 14

Пример Из колоды, насчитывающей 36 карт, наугад извлекается карта. Какова вероятность,

Пример

Из колоды, насчитывающей 36 карт, наугад извлекается карта. Какова вероятность, что

это дама или пика?
Решение.
A = {дама}, B = {пика}, A+B = {дама или пика}, AB = {дама пик}.
p(A) = 4/36, p(B) = 9/36, p(AB) = 1/36.
p(A+B) = p(A) + p(B) – p(AB) =
4/36 + 9/36 – 1/36 = 12/36 = 1/3.
Слайд 15

Теорема сложения для n событий

Теорема сложения для n событий

Слайд 16

Теорема умножения для двух событий если соответствующие условные вероятности определены (то

Теорема умножения для двух событий

если соответствующие условные вероятности определены
(то

есть если P(A) > 0, P(B) > 0).
Доказательство следует из определения условной вероятности.
Слайд 17

Пример Из букв слова "ВЕРОЯТНОСТЬ" случайно выбирают 2 буквы. Найти вероятность

Пример

Из букв слова "ВЕРОЯТНОСТЬ" случайно
выбирают 2 буквы. Найти вероятность того, что

выбраны 2 буквы "О".
Решение.
Слайд 18

Теорема умножения для n событий Доказательство проводится по индукции.

Теорема умножения для n событий

Доказательство проводится по индукции.

Слайд 19

Пример Из букв слова «МАТЕМАТИКА» случайно выбирают 4 буквы и выкладывают

Пример

Из букв слова «МАТЕМАТИКА» случайно выбирают 4 буквы и выкладывают в

ряд. Найти вероятность того, что получится слово «ТЕМА».
Слайд 20

Гипотезы Определение Набор попарно несовместных событий H1, H2, …, Hn таких,

Гипотезы

Определение
Набор попарно несовместных событий H1, H2, …, Hn таких, что P(Hi)

> 0 для всех i и
называется полной группой событий.
События, образующие полную группу событий, называются гипотезами.
Слайд 21

Теорема (формула полной вероятности) Пусть A – случайное событие, H1, H2,

Теорема (формула полной вероятности)

Пусть A – случайное событие, H1, H2, …,

Hn  – полная группа событий (гипотезы),
Тогда вероятность события А может быть вычислена по формуле:
Слайд 22

Доказательство

Доказательство

Слайд 23

Есть 3 завода, производящих одну и ту же продукцию. При этом

Есть 3 завода, производящих одну и ту же продукцию. При этом

1-й завод производит 25%, 2-й завод – 35% и 3-й завод – 40% всей производимой продукции. Брак составляет 5% от продукции 1-го завода, 3% от продукции 2-го и 4% от продукции
3-го завода. Найти вероятность купить бракованное изделие.

Пример

Слайд 24

Решение Рассмотрим три гипотезы: Hi = {изделие произведено i-м заводом}, i

Решение

Рассмотрим три гипотезы:
Hi = {изделие произведено i-м заводом},
i = 1,2,3.


Вероятности этих событий даны:
P(H1) = 0,25, P(H2) = 0,35, P(H3) = 0,4.
Пусть A = {изделие бракованное}. Причем даны условные вероятности:
P(A|H1) = 0,05, P(A|H2) = 0,03, P(A|H3) = 0,04.
Слайд 25

Полная вероятность равна доле бракованных изделий в объеме всей продукции.

Полная вероятность равна доле
бракованных изделий в объеме всей
продукции.

Слайд 26

Теорема (Формула Байеса) Пусть A – случайное событие, H1, H2, …,

Теорема (Формула Байеса)

Пусть A – случайное событие, H1, H2, …, Hn 

– полная группа событий (гипотезы),
Тогда условная вероятность того, что имело место событие Hk, если наблюдалось событие А, может быть вычислена по формуле:
Слайд 27

Доказательство

Доказательство

Слайд 28

Пример По условиям предыдущего примера, найти вероятность, что изделие изготовлено первым

Пример

По условиям предыдущего примера, найти вероятность, что изделие изготовлено первым заводом,

при условии, что оно бракованное.
Решение
Рассмотрим три гипотезы:
Hi = {изделие произведено i заводом}, I = 1,2,3.
Вероятности этих событий даны:
P(H1) = 0,25, P(H2) = 0,35, P(H3) = 0,4.
Пусть A = {изделие бракованное}.
Условные вероятности:
P(A|H1) = 0,05, P(A|H2) = 0,03, P(A|H3) = 0,04.