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计数与概率
一、计数原理
1、分类加法计数原理:
做一件事情,完成它有N 类办法,在第一类办法中有M1种不同的方法,在
第二类办法中有M2种不同的方法,……,在第N 类办法中有MN种不同的方法,
那么完成这件事情共有M1+M2+……+MN种不同的方法。
2、分步乘法计数原理:
做一件事,完成它需要分成N 个步骤,做第一步有m1 种不同的方法,做第
二步有M2 不同的方法,……,做第N 步有MN 不同的方法.那么完成这件事共有
N=M1M2...MN 种不同的方法。
3、两个计数原理的区别
4、排列:
从n 个不同的元素中任取m(m≤n)个元素,按照一定顺序
......排成一列,叫做从
n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列。
排列数公式:
)
,
,
(
)!
(
!
)1
(
)1
(
N
m
n
n
m
m
n
n
m
n
n
n
A m
5、组合:
从n 个不同的元素中任取m(m≤n)个元素并成一组,叫做从n 个不同元素中
取出m 个元素的一个组合。
组合数公式:
!
)1
(
)1
(
m
m
n
n
n
A
A
C
m
m
m
n
m
n
)!
(!
!
m
n
m
n
组合数性质
;
m
n
n
m
n C
C
m
n
m
n
m
n
C
C
C
1
1
2
【注意】
(1)利用加乘原理解决计数问题时要先确定分类或者分步的标准,分类是要做
到不重不漏。
(2)利用排列组合解决计数问题时要遵循四个原则:特殊优先原则、先组后排
原则、正难则反原则、策略针对原则。
二、概率
1、基本概念:
(1)必然事件:在条件S 下,一定会发生的事件,叫相对于条件S 的必然事件;
(2)不可能事件:在条件S 下,一定不会发生的事件,叫相对于条件S 的不可
能事件;
(3)确定事件:必然事件和不可能事件统称为相对于条件S 的确定事件;
(4)随机事件:在条件S 下可能发生也可能不发生的事件,叫相对于条件S 的
随机事件;
(5)频数与频率:在相同的条件S 下重复n 次试验,观察某一事件A 是否出现,
称n 次试验中事件A 出现的次数nA 为事件A 出现的频数;称事件A 出现的比例
n
n
A
f
A
n
)
(
为事件A 出现的概率:对于给定的随机事件A,如果随着试验次数的
增加,事件A 发生的频率
)
(A
fn
稳定在某个常数上,把这个常数记作P(A),称
为事件A 的概率。
(6)频率与概率的区别与联系:随机事件的频率,指此事件发生的次数
A
n 与试
验总次数n 的比值n
nA ,它具有一定的稳定性,总在某个常数附近摆动,且随着
试验次数的不断增多,这种摆动幅度越来越小。我们把这个常数叫做随机事件的
概率,概率从数量上反映了随机事件发生的可能性的大小。频率在大量重复试验
的前提下可以近似地作为这个事件的概率。
2、事件的关系与运算:
(1)事件的包含、并事件、交事件、相等事件
(2)若A∩B 为不可能事件,即A∩B=ф,那么称事件A 与事件B 互斥;
(3)若A∩B 为不可能事件,A∪B 为必然事件,那么称事件A 与事件B 互为对
立事件;
3
(4)当事件A 与B 互斥时,满足加法公式:P(A∪B)= P(A)+ P(B);若事件A
与B 为对立事件,则A∪B 为必然事件,所以P(A∪B)= P(A)+ P(B)=1,于是有
P(A)=1—P(B)
3、概率的基本性质:
(1)必然事件概率为1,不可能事件概率为0,因此0≤P(A)≤1;
(2)当事件A 与B 互斥时,满足加法公式:P(A∪B)= P(A)+ P(B);
(3)若事件A 与B 为对立事件,则A∪B 为必然事件,所以P(A∪B)= P(A)+ P(B)=1,
于是有P(A)=1—P(B);
三、古典概型与几何概型
1、古典概型
(1)古典概型的使用条件:试验结果的有限性和所有结果的等可能性。
(2)古典概型的解题步骤;
①求出总的基本事件数;
②求出事件A 所包含的基本事件数,然后利用公式P(A)= 总的基本事件个数
包含的基本事件数
A
2、几何概型
(1)几何概率模型:如果每个事件发生的概率只与构成该事件区域的长度(面
积或体积)成比例,则称这样的概率模型为几何概率模型;
(2)几何概型的概率公式:
P(A)=
积)
的区域长度(面积或体
试验的全部结果所构成
积)
的区域长度(面积或体
构成事件A
;
(3)几何概型的特点:
①试验中所有可能出现的结果(基本事件)有无限多个;②每个基本事件出现
的可能性相等.
四、离散型随机变量的分布列
1、离散型随机变量:对于随机变量X 可能取的值,我们可以按一定次序一一列
出,这样的随机变量叫做离散型随机变量.
2、离散型随机变量的分布列:一般的,设离散型随机变量X 可能取的值为
x1,x2,..... ,xi ,......,xn,X 取每一个值xi(i=1,2,......)的概率P(ξ=xi)
=Pi,则称表为离散型随机变量X 的概率分布,简称分布列
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4、分布列性质①pi≥0, i =1,2,…
;
②p1 + p2 +…+pn= 1.
五、两点分布与超几何分布
1、二点分布:如果随机变量X 的分布列为:
其中0<p<1,q=1-p,则称离散型随机变量X 服从参数p 的二点分布
2、超几何分布:一般地, 设总数为N 件的两类物品,其中一类有M 件,从所有
物品中任取n(n≤N)件,这n 件中所含这类物品件数X 是一个离散型随机变量,
则它取值为k 时的概率为
(
)
(
0,1,2,
,
)
k
n k
M
N
M
n
N
C C
P X
k
k
m
C
,
其中
min
,
m
M n
,且
*
,
, ,
,
n
N M
N n M N
N
≤
≤
六、二项分布
1、n 次独立重复事件:在同等条件下进行的,各次之间相互独立的一种试验
2、二项分布:设在n 次独立重复试验中某个事件A 发生的次数,A 发生次数ξ
是一个随机变量.如果在一次试验中某事件发生的概率是p,事件A 不发生的概
率为q=1-p,那么在n 次独立重复试验中
)
(
k
P
k
n
k
k
n
q
p
C
(k=0,1, ……,n,
q=1-p )
于是可得随机变量ξ的概率分布如下:
这样的随机变量ξ服从二项分布,记作ξ~B(n,p) ,其中n,p 为参数
七、正态分布:
1、函数
)
,
(
,
2
1
)
(
2
2
2
)
(
x
e
x
f
x
的图像称为正态密度分布曲线,
其中
0)
、(
是参数,分别表示总体的平均数与标准差.
2、基本性质:
①曲线在x 轴的上方,与x 轴不相交.
②曲线关于直线x= 对称,且在x= 时位于最高点.
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③当时
x
,曲线上升;当时
x
,曲线下降.并且当曲线向左、右两边无限
延伸时,以x 轴为渐近线,向它无限靠近.
④当一定时,曲线的形状由确定.越大,曲线越“矮胖”,表示总体的分
布越分散;越小,曲线越“瘦高”,表示总体的分布越集中.
⑤当σ相同时,正态分布曲线的位置由期望值μ来决定.
⑥正态曲线下的总面积等于1.