该概率的公理是数学命题指的是概率论,这不值得的证明。公理成立于1933年,由俄罗斯数学家Andrei Kolmogorov(1903-1987)在他的概率论基础中建立,为概率的数学研究奠定了基础。
当执行某个随机实验ξ时,样本空间E是实验所有可能结果的集合,也称为事件。任何事件都表示为A,而P(A)是事件发生的概率。然后,Kolmogorov确定:
图1.概率公理使我们能够计算击中轮盘赌之类的机会游戏的概率。资料来源:
- 公理1(非负性):任何事件A发生的概率始终为正或零,P(A)≥0。当事件的概率为0时,称为不可能事件。
- 公理2(确定性):只要某个属于E的事件发生的概率为1,我们可以表示为P(E)= 1。这被称为特定事件,因为在进行实验时肯定会得到结果。
- 公理3(加法):如果两个或两个以上不兼容的事件被两个两个称为A 1,A 2,A 3…的不兼容事件发生,则事件A 1加A 2加A 3的可能性将依此类推依次地,它是每种情况分别发生的概率之和。
表示为:P(A 1 AU 2 AU 3 U…)= P(A 1)+ P(A 2)+ P(A 3)+…
图2.杰出的俄罗斯数学家安德烈·科尔莫戈洛夫(1903-1987),为公理概率奠定了基础。资料来源:维基共享资源。
例
概率公理被广泛用于许多应用中。例如:
图钉或大头钉被扔到空中,当它掉落在地板上时,可以选择向上(U)或向下(D)降落(我们不会考虑其他可能性)。此实验的样本空间由这些事件组成,然后E = {U,D}。
图3.在进行定位的实验中,发生了两个概率不同的事件:以指向上或指向地面的方式着陆。资料来源:
通过应用公理,我们可以:
如果它同样有可能上升或下降,则P(U)= P(D)= 1/2(公理1)。但是,图钉的结构和设计可能使其更容易跌落。例如,可能是P(U)= 3/4,而P(D)=¼(公理1)。
请注意,在两种情况下,概率之和为1。但是,公理并没有指出如何分配概率,至少不是完全如此。但是它们确实声明它们是介于0和1之间的数字,并且在这种情况下,所有的总和为1。
分配概率的方法
概率公理不是分配概率值的方法。为此,有三个与公理兼容的选项:
拉普拉斯定律
为每个事件分配了相同的发生概率,然后将发生概率定义为:
例如,从一副法国扑克牌中抽出一张A的概率是多少?甲板上有52张卡,每套13张,有4套。每套西装有1个A,因此总共有4个A:
P(as)= 4/52 = 1/13
拉普拉斯的规则仅限于有限的样本空间,其中每个事件的概率均相等。
相对频率
在这里,实验必须是可重复的,因为该方法基于执行大量重复。
让我重复实验ξ,我们发现n是某事件A发生的次数,那么该事件发生的概率为:
P(A)= lim i→∞(n / i)
其中n / i是事件的相对频率。
以这种方式定义P(A)可以满足Kolmogorov的公理,但缺点是必须进行许多测试才能确定适当的概率。
主观方法
一个人或一群人可以同意通过自己的判断为事件分配概率。这种方法的缺点是,不同的人可以为同一事件分配不同的概率。
运动解决
在同时扔掉3个诚实硬币的实验中,获得描述的事件的概率:
a)2头和尾巴。
b)1头和2条尾巴
c)3个十字架。
d)至少一张脸。
解决方案
头用C表示,头用X表示。但是有两种方法可以得到两个头和一个尾。例如,前两个硬币可以落下正面,而第三个硬币可以落下正面。或者第一个可以掉头,第二个可以掉头,第三个可以掉头。最后,第一个可以是尾巴,其余的可以是头。
要回答这些问题,必须了解所有可能性,这些可能性在称为树图或概率树的工具中进行了描述:
图4.三个诚实硬币同时投掷的树形图。资料来源:F. Zapata。
因为硬币是诚实的,所以任何硬币将成为正面的概率为½,对于背面也是如此。右列列出了折腾所具有的所有可能性,即样本空间。
从样本空间中,选择响应所请求事件的组合,因为面部的出现顺序并不重要。有三个有利事件:CCX,CXC和XCC。每个事件发生的概率为:
P(CCX)= 1/2。½。½= 1/8
CXC和XCC事件发生的情况相同,每个事件发生的可能性均为1/8。因此,获得2个正面的概率是所有有利事件的概率之和:
P(2面)= 1/8 + 1/8 + 1/8 = 3/8 = 0.375
解决方案b
发现恰好发生两个交叉的概率是一个类似于前一个的问题,样本空间中也有三个有利事件:CXX,XCX和XXC。从而:
P(2个叉)= 3/8 = 0.375
解决方案c
凭直觉,我们知道获得3条尾巴(或3头)的可能性较低。在这种情况下,寻求的事件是右列末尾的XXX,其概率为:
P(XXX)= 1/2。½。1/2 = 1/8 = 0.125。
解决方案d
要求获得至少1张脸,这意味着可以露出3张脸,2张脸或1张脸。唯一与此不兼容的事件是出现3条尾巴的事件,概率为0.125。因此,寻求的概率为:
P(至少1个头)= 1-0.125 = 0.875。
参考文献
- Canavos,G.,1988年。《概率与统计:应用和方法》。麦格劳·希尔。
- Devore,J.,2012年。《工程与科学的概率与统计》。8号 版。参与。
- Lipschutz,S。1991。Schaum系列:概率。麦格劳·希尔。
- Obregón,I.1989。概率论。社论Limusa。
- Walpole,R.,2007年。《工程与科学的概率与统计》。皮尔森