《概率论第4讲》课件.pptx

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1、概率论第4讲ppt课件目录CONTENTS概率论的基本概念随机变量及其分布多维随机变量及其分布大数定律与中心极限定理参数估计与假设检验贝叶斯推断简介01概率论的基本概念CHAPTER01概率是描述随机事件发生可能性大小的数值，通常用P表示。概率的定义02概率具有非负性、规范性、有限可加性和完全可加性。概率的性质03概率的取值范围是0,1，其中0表示事件不可能发生，1表示事件一定发生。概率的取值范围概率的定义与性质在某个事件B已经发生的条件下，另一事件A发生的概率，记为P(A|B)。条件概率的定义条件概率满足非负性、规范性、乘法法则和全概率公式。条件概率的性质如果两个事件A和B满足P(AB)=P

2、(A)P(B)，则称事件A和B是独立的。事件的独立性条件概率与独立性03贝叶斯定理的意义贝叶斯定理是概率论中的一个重要定理，它提供了在已知某些信息的情况下，更新对其他事件概率估计的方法。01贝叶斯定理的表述对于任意两个事件A和B，有P(B|A)=P(AB)/P(A)。02贝叶斯定理的应用贝叶斯定理常用于在已知某些条件下，对其他条件进行推断或预测。贝叶斯定理02随机变量及其分布CHAPTER离散随机变量是在可数样本空间上的概率函数。定义投掷一枚骰子，其出现的点数（1,2,3,4,5,6）就是一个离散随机变量。例子离散随机变量的取值是可数的，并且每个取值都有确定的概率。性质离散随机变量 连续随机变

3、量定义连续随机变量是在一个连续样本空间上的概率函数。例子一个物体的下落速度在其落地的那一点是确定的，但在下落过程中的任何一点都是随机的，因此是一个连续随机变量。性质连续随机变量的取值是连续的，并且其概率密度函数描述了取值在各个点的概率。对于一个随机变量X，其函数f(X)也是一个随机变量。如果f是线性函数，那么f(X)的期望值和方差与X的期望值和方差的关系是线性的。随机变量的函数性质定义E(X)=(x_i*P(X=x_i)，其中x_i是随机变量的所有可能取值，P(X=x_i)是相应的概率。期望的定义Var(X)=E(X-E(X)2。方差的定义对于任意常数a和b，有E(aX+b)=aE(X)+b，

4、Var(aX+b)=a2*Var(X)。性质随机变量的期望与方差03多维随机变量及其分布CHAPTER多维随机变量的定义与性质定义多维随机变量是概率空间中的可测函数，其定义域为多维实数空间。性质多维随机变量具有可加性、独立性、有限可加性等性质，这些性质在概率论和数理统计中有着广泛的应用。边缘分布在多维随机变量中，某些变量的边缘分布可以通过其他变量的条件分布来描述。条件分布在给定其他变量值的条件下，某一变量的概率分布称为条件分布。条件分布的求法可以通过联合概率密度函数或联合概率质量函数进行计算。边缘分布与条件分布如果对于任意的$n$个事件$A_1,A_2,.,A_n$，都有$P(A_1 cap

5、A_2 cap.cap A_n)=P(A_1)P(A_2).P(A_n)$，则称这$n$个事件相互独立。定义如果两个随机变量相互独立，则它们的边缘分布和条件分布也相互独立。性质多维随机变量的独立性04大数定律与中心极限定理CHAPTER大数定律是指在大量重复实验中，某一事件发生的频率将趋近于该事件发生的概率。大数定律的定义切比雪夫大数定律伯努利大数定律在独立同分布的情况下，当试验次数趋于无穷时，随机变量的算术平均值将以概率1趋近于真实平均值。在独立重复试验中，当试验次数趋于无穷时，某一事件发生的频率将趋近于该事件发生的概率。大数定律123中心极限定理是指在独立同分布的情况下，无论各随机变量的分

6、布是什么，它们的和的分布都将趋近于正态分布。中心极限定理的定义无论随机变量的个数和分布情况如何，当它们的个数趋于无穷时，它们的和的分布都将趋近于正态分布。棣莫佛-拉普拉斯中心极限定理在独立同分布的情况下，无论各随机变量的分布是什么，它们的n次方根的和的分布都将趋近于正态分布。列维-林德伯格中心极限定理中心极限定理强大数定律的定义强大数定律是指在独立同分布的情况下，当试验次数趋于无穷时，随机变量的算术平均值将以概率1趋近于真实平均值。强大数定律与切比雪夫大数定律的区别切比雪夫大数定律强调的是随机变量的算术平均值与真实平均值的接近程度，而强大数定律则强调的是随机变量本身的性质。强大数定律05参数估

7、计与假设检验CHAPTER点估计用样本统计量估计总体参数的方法，如用样本均值估计总体均值。估计量用于估计总体参数的样本统计量，如样本均值。评价准则无偏性、有效性和一致性。点估计与估计量置信区间的构造方法基于样本统计量和标准误差。置信水平的意义反映区间估计的可靠程度。区间估计的概念根据样本数据和一定的置信水平，对总体参数的可能取值范围进行估计。区间估计假设检验的步骤提出假设、构造检验统计量、确定临界值、做出决策。假设检验的意义用于判断总体参数是否符合某种假设，为进一步决策提供依据。假设检验的局限性无法保证完全正确，存在第一类和第二类错误的风险。假设检验的基本概念06贝叶斯推断简介CHAPTER1

8、23贝叶斯推断是基于贝叶斯定理的统计推断方法，它通过使用先验信息来更新和修正对未知参数的信念。先验信息可以是历史数据、专家意见或任何其他可用的信息，用于估计未知参数的概率分布。贝叶斯推断的核心思想是将先验信息和样本信息结合起来，以获得对未知参数的更准确的估计。贝叶斯推断的基本概念贝叶斯推断的步骤与示例步骤1确定未知参数的先验分布。步骤2根据样本信息更新先验分布，得到后验分布。步骤3根据后验分布进行推断，例如计算未知参数的估计值或进行预测。示例假设我们有一个硬币，其正面朝上的概率为。我们先验地认为为0.5，但在抛掷硬币后发现正面出现了5次，反面出现了3次。我们可以使用贝叶斯推断来更新的信念，并计算的后验分布。贝叶斯推断能够结合先验信息和样本信息，从而更准确地估计未知参数。它允许使用主观信念和经验来调整分析，并能够处理不确定性。优点选择合适的先验分布可能具有挑战性，并且对先验信息的依赖可能导致推断结果的主观性。此外，对于复杂的问题，计算贝叶斯推断可能需要高昂的计算成本。缺点贝叶斯推断的优缺点感谢观看THANKS