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概率的四种定义

 形貌 2023-10-08 发布于北京

概率是反映随机事件出现的可能性大小的量。历史上,在概率论的发展过程中,人们曾经对概率给出过不同的定义。

古典定义 如果一个试验满足

(1)试验只有有限个基本结果;

(2)试验的每个基本结果出现的可能性是一样的。

这样的试验便是古典试验。对于古典试验中的事件A,它的概率定义为:

其中n表示该试验中所有可能出现的基本结果的总数目。m表示事件A包含的试验基本结果数。

频率定义 在做大量重复试验时,随着试验次数的增加,一个事件出现的频率总在一个固定数的附近摆动,显示一定的稳定性,这个固定数就是该事件的概率。

统计定义 在一定条件下,重复做n次试验,nA为n次试验中事件A发生的次数,如果随着n逐渐增大,频率nA/n逐渐稳定在某一数值p附近,则数值p称为事件A在该条件下发生的概率,记做P(A)=p。这个定义称为概率的统计定义。

公理化定义 设E是随机试验,S是它的样本空间。对于E的每一事件A赋于一个实数,记为P(A),称为事件A的概率。这里P(A)是一个集合函数,P(A)要满足下列条件

(1)非负性:对于每一个事件A,有P(A)≥0;

(2)规范性:对于必然事件Ω,有P(Ω)=1;

(3)可列可加性:设A1,A2…是两两互不相容的事件,即对于i≠j, Ai∩Aj=φ,(i,j=1,2,3…),则有

几种定义的比较

古典定义要求试验只有有限个基本结果,而且它们出现的可能性相等。然而很多试验可能的结果不是有限的。例如零件尺寸的误差,其可能的结果是连续型变量,而且误差在不同区间的可能性往往也不相等。更何况定义中涉及到的“可能性”本身就没有定义。频率定义很不严谨,根据“频率总在一个固定数附近摆动”这一性质是不能严格确定这个数。对于统计定义,也不能根据有限的试验确定频率的稳定值。目前最完善的定义是柯尔莫哥洛夫于1933年提出的概率的公理化定义,它比较严谨。而且公理化定义跟其他定义不矛盾。但公理化定义比较抽象,因此在处理具体问题时还是可以视情况根据其他定义计算概率值。

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