概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是數(shù)學(xué)一和數(shù)學(xué)三必考的課程之一。在概率9講中有明確提到,學(xué)習(xí)概率的核心就是要明白概率統(tǒng)計(jì)的研究思想、并且能熟練使用微積分工具來研究概率。
因此大家在學(xué)習(xí)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該注意以下幾點(diǎn):
01
重視概念的甄別
在概率論中存在許多容易混淆的概念,如果不能認(rèn)真區(qū)分,仔細(xì)加以甄別,就不能正確理解這些重要概念,在應(yīng)用時(shí)就會(huì)產(chǎn)生各種各樣的錯(cuò)誤。
互不相容事件與相互獨(dú)立事件是最容易混淆的一對概念。
“互不相容”是指兩個(gè)事件不能同時(shí)發(fā)生。
而“相互獨(dú)立”則是指一個(gè)事件發(fā)生與否對另一事件發(fā)生的概率沒有影響。
隨機(jī)變量的獨(dú)立性與不相關(guān)性是兩個(gè)既有區(qū)別又有聯(lián)系的概念。
兩個(gè)隨機(jī)變量X,Y可能不相關(guān),但也也不相互獨(dú)立。
條件概率P(A|B)與乘積概率P(AB) 也是容易混淆的一對概念。
條件概率是已知某事件發(fā)生條件下,另一事件發(fā)生的概率,而乘積概率中所涉及的事件都沒有“已經(jīng)發(fā)生”的假定。兩者的關(guān)系為
P(AB)=P(B)P(A|B)
02
提高分析和解決問題能力是關(guān)鍵
在概率論中有許多經(jīng)長期實(shí)踐概括出的重要概率模型(簡稱“概型”),學(xué)生必須了解其背景、特點(diǎn)和適用范圍,要熟記計(jì)算公式,以便能正確應(yīng)用。例如:
(1)古典概型:一類具有有限個(gè)“等可能”發(fā)生的基本事件的概率模型。
(2)完備事件組模型:若干個(gè)兩兩互不相容的事件在一次試驗(yàn)中有且僅有一個(gè)發(fā)生的一類概率模型。它主要用于某些復(fù)雜事件的計(jì)算——全概率公式,以及某些條件概率的計(jì)算——貝葉斯公式。
(3)貝努利概型與二項(xiàng)分布模型:貝努利概型是關(guān)于獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)序列的一類重要的概率模型,其特點(diǎn)是各個(gè)重復(fù)試驗(yàn)是獨(dú)立進(jìn)行的,且每次試驗(yàn)中僅有兩個(gè)對立的結(jié)果:事件A發(fā)生或不發(fā)生,則在n次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)中,事件A恰好發(fā)生k次的概率為
(4)泊松分布:物理上存在一種質(zhì)點(diǎn)流,稱為泊松流,它是由源源不斷的隨機(jī)出現(xiàn)的許多質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的一種隨機(jī)質(zhì)點(diǎn)流。例如,電話交換臺所接到的呼喚形成一呼喚流,到某商店去購物的顧客形成一顧客流,經(jīng)過某塊天空的流星形成流星流,放射性物質(zhì)不斷放出的質(zhì)點(diǎn)形成質(zhì)點(diǎn)流等等。泊松流的主要特征之一就是在任意兩個(gè)不相交的時(shí)間區(qū)間內(nèi)各自出現(xiàn)的質(zhì)點(diǎn)個(gè)數(shù)是相互獨(dú)立的。加上另一些特征,即可導(dǎo)出泊松流的概率模型.
(5)正態(tài)分布:最重要的概率模型:根據(jù)中心極限定理的意義可知:無數(shù)微小的,又相互獨(dú)立作用的隨機(jī)因素,如果它們同分布,則它們累加起來的總效應(yīng)必定服從正態(tài)分布。這是正態(tài)分布應(yīng)用最為廣泛的根本原因。例如人體的身高、體重,測量的誤差等都服從正態(tài)分布。
(6)均勻分布:“等可能”取值的連續(xù)化模型:如果連續(xù)隨機(jī)變量X僅在某有限區(qū)間[a,b]內(nèi)取值,且具有概率密度
則稱X服從區(qū)間[a,b]上的均勻分布。
除以上6種常見的概率模型外,還有指數(shù)分布,隨機(jī)變量的函數(shù)等模型,不再—一列舉,可參考《概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)9講》有關(guān)內(nèi)容。
03
典型例題反復(fù)算
學(xué)生普遍反映本課程自學(xué)較難,除概念抽象外,恐怕一些特殊的計(jì)算方法也會(huì)帶來不少學(xué)習(xí)上的困難。要突破這一點(diǎn),最好的方法是將有關(guān)的典型例題讀完后,合上書,認(rèn)真復(fù)算一遍,邊算邊加深理解。
04
領(lǐng)會(huì)各種統(tǒng)計(jì)方法內(nèi)在的統(tǒng)計(jì)思想
例如,極大似然估計(jì)法的主要統(tǒng)計(jì)思想是:如果在一次試驗(yàn)中,某個(gè)樣本x1, x2,…,xn一旦出現(xiàn),就有理由認(rèn)為該樣本出現(xiàn)的概率最大。具體操作時(shí),只要利用總體的已知分布(其中包含待估的本知參數(shù))構(gòu)造樣本的聯(lián)合分布,即似然函數(shù),再應(yīng)用微積分的極值原理找出最大值點(diǎn),即得極大似然估計(jì)量。
又如,區(qū)間估計(jì)實(shí)際上是以一定的把握(置信概率)去估計(jì)未知參數(shù)所落入的范圍(置信區(qū)間)。區(qū)間估計(jì)方法最主要的統(tǒng)計(jì)思想是:設(shè)法構(gòu)造一個(gè)與待估未知參數(shù)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)量,利用它的抽樣分布,在給定的置信概率下確定臨界值,再作適當(dāng)?shù)母怕屎愕茸冃渭纯色@得置信區(qū)間。簡言之,就是以統(tǒng)計(jì)量及其抽樣分布為武器,達(dá)到用樣本推斷總體的目的。
數(shù)理統(tǒng)計(jì)既然是用部分去推斷總體,特別是區(qū)間估計(jì)和假設(shè)檢驗(yàn)都只是根據(jù)一次抽樣所得的樣本值去下結(jié)論,這就不可能不犯錯(cuò)誤,于是就產(chǎn)生了區(qū)間估計(jì)的可靠性(置信概率)和假設(shè)檢驗(yàn)的兩類錯(cuò)誤問題。這就是說,數(shù)理統(tǒng)計(jì)工作者對實(shí)際問題下結(jié)論時(shí)往往不是簡單地回答“是”或“非”,而是帶有一定的犯錯(cuò)誤的概率。這樣做,既體現(xiàn)了實(shí)事求是的科學(xué)精神,又鼓勵(lì)人們通過不斷實(shí)踐,經(jīng)過多次試驗(yàn)逐步獲得較為準(zhǔn)確和可靠的結(jié)論。學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)理統(tǒng)計(jì)這部分內(nèi)容時(shí)應(yīng)充分領(lǐng)會(huì)和把握統(tǒng)計(jì)方法的這一重要特色。
05
注意概率統(tǒng)計(jì)中專用語言和符號的使用
根據(jù)歷年考試的情況反映出學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不容樂觀。許多學(xué)生對基本知識和基本技能不能正確理解和掌握。例如,求得的概率是負(fù)值或大于1,方差小于0,相關(guān)系數(shù)大于1等錯(cuò)誤大有人在;對于“至少發(fā)生1個(gè)”、“至多發(fā)生2個(gè)”等概率論專用語言不理解,從而不能正確表達(dá)事件;計(jì)算概率時(shí),對有關(guān)事件A,B,C等或有關(guān)隨機(jī)變量X,Y等的含義不事先設(shè)定;正態(tài)分布計(jì)算中對一般的正態(tài)變量不作“標(biāo)準(zhǔn)化變換”;關(guān)于事件或隨機(jī)變量獨(dú)立性的判定或證明更是錯(cuò)誤百出,答非所問。特別是數(shù)理統(tǒng)計(jì)部分,許多考生或者放棄,或者胡亂解答一通。這些現(xiàn)象充分說明,學(xué)生一定要重視基本概念、基本原理和基本方法的真正理解和掌握。