泊松范式(Poisson paradigm)

参数为λ的泊松分布为


参数为n和p的二项分布为


对于二项分布,当n很大、p很小时,令λ=np,则有$$!\begin{array}{l} P\lef[......]

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样本空间与概率定义

集合运算
  • 交换律
  • 结合律
  • 分配律
  • $$!\begin{array}{c} \left( A\cup B \right)\cap C=\left( A\cap C \right)\cup \left([......]

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    浦丰投针问题的另一巧妙解法

    浦丰投针问题可以根据条件概率进行计算,涉及到积分运算。在[1]的第1.1节中给出了另一种巧妙的解法,不仅使计算量大为减少,而且更加体现几何概率的思想。

    令针长为L,平面上等间距相互平行垂直相交的平行线间距为D,且L<D。令X1为随机投掷到平面上长为L1的针与平行线相交的次数,当L1<D时,则X1只可取0或1(即要么不相交,要么相交)。

    令pn表示针恰好与n根平行线相交的概率,且令E(X1)表示随机变量X1的期望值,则有:


    对于L1<D的情形,有:
    $$!E(X_1)=0{p_0}+[......]

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    赌徒破产问题

    一个赌徒在每次赌博中以概率p赢一个单位,并以概率q=1-p输一个单位,假设各次赌博都是独立的,赌徒在开始时有a个单位,问他的财富在达到0(即破产)前先达到N的概率是多少[1]

    设Pa(a=0,1,…,N)记赌徒在开始时有a个单位而且他的财富最终达到N的概率。通过对初始的一次赌博的结果取条件,我们得到

    Pa = pPa+1 + q Pa-1,  a=1,2,…,N-1

    由于p+q=1,上式等价地有

    pPa + qPa = pPa+1 + q Pa-1

    或者

    Pa+1 - Pa = (Pa - Pa-1),  a=1,2,…,N-1

    由于P0[......]

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    匹配问题

    以下的第一个匹配问题摘自[1]:

    问题:假如你有一个装了n个无差别的球的罐子,每个球分别贴了1,2,3,…,n的标签。每次取出一个球直至所有球均取出,那么,至少有1个球的取出顺序与它的标签一致的概率是多少(例如,标签为2的球是第2个取出来的)?

    解答 n个球有n!种排列顺序,假设在某一排列中第j个元素代表第j个取出的球。令Pj(j=1,2,…,n)代表某一给定的排列的第j个取出的球的标签为j,并且令Aj代表具有属性Pj的排列的集合。那么,至少有1个球的取出顺序与它的标签一致的排列的数量Ln
    $$! \begin{array}{l} {{L}_{n}}=|{{A}_{1}}\cup {{[......]

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    Dice Roll

    连续抛掷一枚标准的骰子(即出现6种点数的概率一样,均为1/6)直至点数和超过12。则点数和最有可能是多少?例如,如果点数依次为3、6、1、5,则点数和为15。

    一种解法是穷举所有点数系列,看看哪个点数和最有可能。但有另一种更巧妙的方法。假如点数系列之和为14,则最后一次抛骰子的点数不可能是1,否则点数和为13(已经超过12)而终止。对于产生14的所有点数系列,如果最后一次的点数均减少1,则可以产生13(因得到14的最后一次不能是1,所以得到14的最后一次骰子点数只能是2、3、4、5、6,那么若最后一次骰子点数改为1,2,3,4,5,这些点数系列之和就会得到13),因此,出现点数和为[......]

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    转载:《狼来了》的概率论解读

    伊索寓言《狼来了》可谓家喻户晓。那个说谎的孩子是怎样一步一步丧失村民的信任的呢?借助于贝叶斯公式我们可以给出故事的概率论解读。

    记A为事件“这个小孩说谎”,B为事件“这个小孩被认为可信”;再不妨设可信的孩子说谎的可能性为0.1,不可信的孩子说谎的可能性为0.5,即


    原来,村民们对这个小孩的印象是
    $$! \begin{equation} \label{F2} P(B)=0.8,\quad P(\overline[......]

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    浦丰投针问题(Buffon’s Needle Problem)

    浦丰投针问题(Buffon’s Needle Problem)是几何概率的经典问题之一,由George-Louis Leclerc和Comte de Buffon于1777年提出——平面上画有等距离为D(D>0)的无限多条平行线,向此平面投掷一根长度为L(L≤D)的针,则该针与任一平行线相交的概率Pcut为:


    重复进行投掷的试验,记下试验总次数Nd和针与平行线相交的次数Nc,则利用以上公式可以近似求得圆周率π:
    $$!\pi =\frac{2L}{{{P}_{cut}}D}\approx \frac{2L}{({{N}[......]

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    斯特林公式的概率证明

    斯特林公式[1]是用来求n阶乘的近似值,公式如下:


    该公式的一种概率证明方法如下[2]。令X1,X2,...,Xn是独立的泊松分布随机变量,均值都是1,令,则Sn的均值和方差都是n。
    $$!\begin{array}{l} P\{{{S}_{n}}=n\}=P\{n-1[......]

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    单位区间[0 1]里随机分布n个点

    在数轴上的区间[0 1]上有两个随机点A和B,它们的坐标服从[0 1]上的均匀分布,即X1~U(0,1),X2~U(0,1)。则此两点间距离的数学期望是多少?

    两点间的距离X = |X1-X2| = max{X1,X2} - min{X1,X2}。令Y = max{X1,X2}, Z = min{X1,X2},两者的累积分布函数为:

    F(Y) = P(Y≦y) = P(X1≦y & X2≦y) = P(X1≦y) × P(X2≦y) = y×y = y2

    F(Z) = P(Z≦z) = 1-P(Z≧z) = 1-P(X1≧z & X2≧z) = 1 - P(X1≧z) × P(X[......]

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