⚡ 核心公式速览
对偶律(德·摩根):$$\overline{A \cup B} = \bar{A}\bar{B}, \qquad \overline{AB} = \bar{A} \cup \bar{B}$$
减法与加法公式:$$P(A - B) = P(A) - P(AB); \qquad P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(AB)$$
古典概型:$$P(A) = \frac{\text{有利样本点数}}{\text{总样本点数}}$$
条件概率与乘法公式:$$P(A|B) = \frac{P(AB)}{P(B)}; \qquad P(AB) = P(A)P(B|A)$$
全概率公式与贝叶斯公式:$$P(A) = \sum_i P(B_i)P(A|B_i); \qquad P(B_i|A) = \frac{P(B_i)P(A|B_i)}{\sum_j P(B_j)P(A|B_j)}$$
独立性与 n 重伯努利:$$P(AB) = P(A)P(B); \qquad P(\text{恰好 } k \text{ 次}) = C_n^k \, p^k (1 - p)^{n - k}$$
本讲定位:概率论的地基。考题:约 5 分选择题,集中在"怎么求一个复杂事件的概率"。全书分解思想贯穿始终。
一、随机试验、随机事件与样本空间
- 随机试验:可重复、结果不止一个、事先无法确定(深刻认识:单次不可预测,大量重复呈现规律性)。
- 样本点 ω、样本空间 Ω;随机事件 A 是 Ω 的子集;必然事件 Ω、不可能事件 ∅。
二、事件的关系与运算
- 包含 A ⊂ B、相等 A = B、积(交)AB、和(并)A∪B、差 A−B、互斥 AB = ∅、对立 A∪B = Ω 且 AB = ∅(Ā = Ω − A)。
- 运算规律:交换、结合、分配(AB∪AC = A(B∪C));对偶律(德·摩根):AB̄ = Ā∪B̄,A∪B̄ = ĀB̄——口诀"长杠变短杠,开口换方向"。
- 运算顺序约定:先交运算,后并运算,最后差并运算;用集合关系对比记忆。
三、概率的定义与性质
- 描述性定义(可能性大小)、统计性定义(频率稳定于 p)。
- 公理化定义:P(Ω) = 1,非负性,可列可加性。性质:P(Ā) = 1 − P(A);单调性;P(A−B) = P(A) − P(AB);P(A∪B) = P(A)+P(B)−P(AB);三事件加法公式;有限个互斥事件和的概率 = 概率之和。
四、两大概型
- 古典概型:有限个样本点且等可能,P(A) = 有利样本点数/总样本点数(排队、摸球、分房等经典模型)。
- 几何概型:样本空间为区域(线段/平面/空间),P(A) = 测度比。
五、条件概率与乘法公式
- P(A|B) = P(AB)/P(B)(P(B) > 0);条件概率满足概率的全部性质;乘法公式 P(AB) = P(A)P(B|A)(可推广到 n 个事件)。
六、全概率公式与贝叶斯公式(本讲王牌)
- 全概率公式:P(A) = Σ P(Bᵢ)P(A|Bᵢ)——"由因求果";贝叶斯公式:P(Bᵢ|A) = P(Bᵢ)P(A|Bᵢ)/ΣP(Bⱼ)P(A|Bⱼ)——"执果溯因"(后验概率)。
七、独立性
- P(AB) = P(A)P(B);A 与 B 独立 ⟹ A 与 B̄、Ā 与 B、Ā 与 B̄ 都独立;三事件独立需两两独立 + P(ABC) = P(A)P(B)P(C)(两两独立推不出整体独立);n 重伯努利概型:P(恰好k次) = C(n,k)pᵏ(1−p)^{n−k}。
易错点
:互斥与独立完全是两码事(独立是概率关系,互斥是事件关系);P(A−B) ≠ P(A) − P(B)(要减 P(AB));条件概率里"样本空间缩小了";全概率公式找完备事件组别漏情况。