click below
click below
Normal Size Small Size show me how
Теория вероятности и
Теория вероятности и статистика
| Question | Answer |
|---|---|
| События и операции | A U B - хотя бы одно; AB - оба вместе; not A - событие не произошло. AB=пусто - несовместные. |
| Свойства операций | A U B = B U A; AB = BA. Законы де Моргана: not(A U B) = not A ∩ not B; not(AB) = not A U not B. |
| Классическая вероятность | P(A) = m / n. n - число всех равновозможных исходов, m - число благоприятных исходов. |
| Статистическая вероятность | P(A) = lim(m / n) при n -> инф. На практике: относительная частота m/n в большой серии опытов. |
| Геометрическая вероятность | P(A) = мера(A) / мера(Ω). Используется, когда число исходов бесконечно (длина, площадь, объем). |
| Алгебра событий | Система подмножеств Ω, замкнутая относительно КОНЕЧНОГО числа операций (сумма, произведение, отрицание). |
| Сигма-алгебра событий | Алгебра событий, замкнутая относительно СЧЕТНОГО (бесконечного) числа операций. Фундамент аксиоматики. |
| Вероятностная мера | Числовая функция P(A) на сигма-алгебре. Свойства: P(A)>=0, P(Ω)=1, счетная аддитивность. |
| Вероятностное пространство | Тройка (Ω, F, P): пространство исходов Ω, сигма-алгебра F и вероятностная мера P. Модель опыта. |
| Аксиомы ТВ и следствия | 1) P(A)>=0; 2) P(Ω)=1; 3) Аддитивность. Следствия: P(not A)=1-P(A), P(A U B)=P(A)+P(B)-P(AB). |
| Условная вероятность | P(A|B) = P(AB) / P(B). Вероятность события A при условии, что событие B уже точно произошло. |
| Свойства условной вероятности | 0 <= P(A|B) <= 1; P(Ω|B) = 1. Теорема умножения: P(AB) = P(B) * P(A|B) = P(A) * P(B|A). |
| Независимость событий | A и B независимы, если P(A|B) = P(A). Математический критерий независимости: P(AB) = P(A) * P(B). |
| Свойства независимых событий | Если A и B независимы, то пары (not A и B), (A и not B), (not A и not B) тоже независимы. |
| Независимость в совокупности | Вероятность пересечения любых событий группы равна произведению их вероятностей. Сильнее попарной. |
| Полная вероятность | P(A) = Σ [P(H_i) * P(A|H_i)]. Гипотезы H_i образуют полную группу: несовместны и Σ P(H_i) = 1. |
| Формула Байеса | P(H_i|A) = [P(H_i) * P(A|H_i)] / P(A). Переоценка вероятностей гипотез H_i после того, как событие A произошло. |
| Испытания Бернулли | Серия независимых опытов с двумя исходами: "успех" (p) и "неуспех" (q = 1 - p). p и q постоянны. |
| Формула Бернулли | P_n(k) = C_n^k * p^k * q^(n-k). Вероятность получить ровно k успехов в n независимых испытаниях. |
| Локальная теорема Лапласа | P_n(k) ≈ phi(x) / sqrt(npq), где x = (k - np) / sqrt(npq). Применяется при больших n, если p не близко к 0 и 1. |
| Интегральная теорема Лапласа | P_n(k1 <= k <= k2) ≈ Ф(x2) - Ф(x1), где x = (k - np) / sqrt(npq). Вероятность k успехов в интервале [k1, k2]. |
| Формула Пуассона | P_n(k) ≈ (λ^k * e^-λ) / k!, где λ = n * p. Применяется, когда n очень велико, а p очень мало (λ < 10). |
| Наивероятнейшее число успехов | Число успехов k_0 с максимальной вероятностью. Ищется из: n*p - q <= k_0 <= n*p + p. |
| Случайная величина | Функция X = X(ω), которая каждому исходу ω из пространства Ω сопоставляет вещественное число. |
| Функция распределения СВ | F(x) = P(X < x). Вероятность того, что случайная величина X примет значение строго меньше x. |
| Свойства функции распределения | 0 <= F(x) <= 1; не убывает; непрерывна слева; F(-инф) = 0; F(+инф) = 1; P(a <= X < b) = F(b) - F(a). |
| Дискретная случайная величина | Принимает изолированные, пересчитываемые значения. Задается рядом распределения, где Σ p_i = 1. |
| Непрерывная случайная величина | Величина с непрерывной F(x). Вероятность принять конкретное точечное значение равна нулю: P(X = x) = 0. |
| Плотность распределения СВ | f(x) = F'(x). Существует только для непрерывных случайных величин. Производная от функции распределения. |
| Свойства плотности СВ | f(x) >= 0; Интеграл от -инф до +инф f(x)dx = 1 (нормировка); F(x) = интеграл от -инф до x f(t)dt. |
| Случайный вектор | Набор случайных величин (X, Y), рассматриваемых совместно на одном вероятностном пространстве. |
| Функция распределения вектора | F(x, y) = P(X < x, Y < y). Совместная вероятность выполнения двух неравенств для СВ X и Y. |
| Свойства F(x, y) | 0<=F<=1; не убывает по x и y; непрерывна слева; F(-инф,y)=0; F(+инф,+инф)=1; F(x,+инф)=F_X(x). |
| Плотность распределения вектора | f(x, y) = d^2 F(x,y) / (dx * dy). Смешанная частная производная 2-го порядка от совместной функции F(x, y). |
| Свойства плотности вектора | f(x,y)>=0; Двойной интеграл по всей плоскости равен 1; Плотность компоненты: f_X(x) = интеграл f(x,y)dy. |
| Условное распределение СВ | Закон распределения одной СВ из вектора при условии, что вторая СВ приняла строго фиксированное значение. |
| Условная плотность вектора | f(x|y) = f(x, y) / f_Y(y). Плотность распределения СВ X при условии, что СВ Y зафиксирована на значении y. |
| Независимость случайных величин | X и Y независимы, если F(x, y) = F_X(x) * F_Y(y). Для непрерывных: f(x, y) = f_X(x) * f_Y(y). |
| Математическое ожидание | Центр распределения. Для дискретной: M[X] = Σ x_i*p_i. Для непрерывной: M[X] = интеграл x*f(x)dx. |
| Свойства мат. ожиданий | M[C] = C; M[CX] = C * M[X]; M[X + Y] = M[X] + M[Y]; Для независимых: M[X * Y] = M[X] * M[Y]. |
| Дисперсия с.в. | Мера разброса вокруг матожидания. Определение: M[(X-M[X])^2]. Расчетная формула: D[X] = M[X^2] - (M[X])^2. |
| Свойства дисперсий с.в | D[C] = 0; D[CX] = C^2 * D[X]; Для независимых: D[X + Y] = D[X] + D[Y]; Дисперсия всегда неотрицательна: D[X] >= 0. |
| Среднее квадратическое отклонение | Сигма = sqrt(D[X]). Корень из дисперсии. Показывает разброс в исходных единицах измерения случайной величины. |
| Свойства СКО | Сигма >= 0; Сигма(C) = 0; Константа выносится по модулю: Сигма(CX) = |C| * Сигма(X). |
| Начальные моменты с.в | Матожидание случайной величины в степени k: alpha_k = M[X^k]. Первый начальный момент alpha_1 = M[X]. |
| Центральные моменты с.в. | Матожидание k-й степени отклонения от среднего: mu_k = M[(X - M[X])^k]. Второй центральный момент mu_2 = D[X]. |
| Связь начальных и центральных | mu_2 = alpha_2 - (alpha_1)^2; mu_3 = alpha_3 - 3*alpha_2*alpha_1 + 2*(alpha_1)^3. Из бинома Ньютона. |
| Коэффициент асимметрии | As = mu_3 / (Сигма^3). Мера скошенности распределения. Если As > 0, хвост графика сильнее вытянут вправо. |
| Коэффициент эксцесса | Ex = [mu_4 / (Сигма^4)] - 3. Мера островершинности графика по сравнению с нормальным распределением. |
| Мода | Mo. Для дискретной — самое вероятное значение. Для непрерывной — точка максимума плотности f(x). |
| Медиана | Me. Значение, делящее распределение пополам: F(Me) = 0.5. Для симметричных законов Mo = Me = M[X]. |
| Квантиль | Значение x_alpha, для которого F(x_alpha) = alpha. Ниже x_alpha величина оказывается с вероятностью alpha. |
| Ковариация | Cov(X,Y) = M[XY] - M[X]*M[Y]. Мера линейной зависимости двух СВ. Если X и Y независимы, то Cov(X,Y) = 0. |
| Свойства ковариации | Cov(X,Y) = Cov(Y,X); Cov(X,X) = D[X]; D[X + Y] = D[X] + D[Y] + 2*Cov(X,Y). |
| Корреляция | rho = Cov(X,Y) / (Сигма_X * Сигма_Y). Нормированный коэффициент линейной связи. Направление и сила связи. |
| Свойства корреляции | -1 <= rho <= 1. Если |rho| = 1 — связь строго линейная. Если rho = 0 — величины некоррелированы. |
| Условное мат.ожидание | M[X|Y=y]. Матожидание СВ X при фиксированном значении Y. Является случайной величиной (функцией от Y). |
| Свойства условного мат.ожидания | M[ M[X|Y] ] = M[X] (полное матожидание). Если X и Y независимы, то условное равно обычному: M[X|Y] = M[X]. |