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概率论

概率论

学科概述

概率论是研究随机现象数量规律的数学分支,是统计学、物理学、金融学、计算机科学等众多学科的理论基础。本课程系统介绍概率论的基本概念、理论方法和应用技巧。

课程目标

  • 理解概率论的公理化体系
  • 掌握随机变量及其分布的性质
  • 熟练运用数字特征分析随机现象
  • 理解大数定律和中心极限定理的本质
  • 具备基本的统计推断能力

章节目录

    • 样本空间与随机事件
    • 事件的关系与运算
    • 概率的公理化定义
    • 古典概型与几何概型
    • 条件概率与全概率公式
    • 贝叶斯公式
    • 事件的独立性
    • 随机变量的概念
    • 离散型随机变量及其分布
    • 连续型随机变量及其分布
    • 随机变量函数的分布
    • 二维随机变量及其分布
    • 边缘分布与条件分布
    • 随机变量的独立性
    • 两个随机变量函数的分布
    • 数学期望
    • 方差与标准差
    • 协方差与相关系数
    • 矩、协方差矩阵
    • 切比雪夫不等式
    • 大数定律
    • 中心极限定理
    • 总体与样本
    • 统计量及其分布
    • 三大抽样分布
    • 点估计方法
    • 估计量的评价标准
    • 区间估计

学习建议

  • 注重概念理解,建立概率直觉
  • 多做练习,熟练掌握计算方法
  • 理解各章节之间的联系
  • 尝试将理论应用于实际问题

参考教材

  • 盛骤等,《概率论与数理统计》,高等教育出版社
  • 何书元,《概率论》,北京大学出版社
  • Ross, S. M., 《A First Course in Probability》
  • 茆诗松等,《概率论与数理统计教程》

公式速查

基本公式:

  • 条件概率:$P(A|B) = \frac{P(AB)}{P(B)}, P(B) > 0$
  • 全概率公式:$P(A) = \sum_{i=1}^{n} P(A|B_i)P(B_i)$
  • 贝叶斯公式:$P(B_i|A) = \frac{P(A|B_i)P(B_i)}{\sum_{j=1}^{n} P(A|B_j)P(B_j)}$

期望与方差:

  • 数学期望:$E(X) = \sum x_i p_i$ 或 $E(X) = \int_{-\infty}^{+\infty} x f(x) dx$
  • 方差:$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$
  • 切比雪夫不等式:$P(|X - E(X)| \geq \varepsilon) \leq \frac{D(X)}{\varepsilon^2}$

重要分布:

  • 二项分布:$X \sim B(n,p)$,$P(X=k) = C_n^k p^k (1-p)^{n-k}$
  • 正态分布:$X \sim N(\mu, \sigma^2)$,$f(x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi}\sigma} e^{-\frac{(x-\mu)^2}{2\sigma^2}}$
  • 泊松分布:$X \sim P(\lambda)$,$P(X=k) = \frac{\lambda^k}{k!} e^{-\lambda}$
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