樣本空間與隨機事件

第一章隨機事件與概率在我們所生活的世界上，

充滿了不確定性

從扔硬幣、擲骰子和玩撲克等簡單的機會游戲，到復(fù)雜的社會現(xiàn)象；從嬰兒的誕生，到世間萬物的繁衍生息；從流星墜落，到大自然的千變?nèi)f化……，我們無時無刻不面臨著不確定性和隨機性.如同物理學(xué)中基本粒子的運動、生物學(xué)中遺傳因子和染色體的游動、以及處于緊張社會中的人們的行為一樣，自然界中的不定性是固有的.這些與其說是基于決定論的法則，不如說是基于隨機論法則的不定性現(xiàn)象，已經(jīng)成為自然科學(xué)、生物科學(xué)和社會科學(xué)理論發(fā)展的必要基礎(chǔ).C.R.勞從亞里士多德時代開始，哲學(xué)家們就已經(jīng)認(rèn)識到隨機性在生活中的作用，他們把隨機性看作為破壞生活規(guī)律、超越了人們理解能力范圍的東西.他們沒有認(rèn)識到有可能去研究隨機性，或者是去測量不定性.

概率作為一門數(shù)學(xué)學(xué)科，誕生于17世紀(jì)中葉，它來源于對機會游戲和賭博的研究。古典概率（帕斯卡和費馬）分析概率（Demoivre和拉普拉斯）概率論體系（Kolmogorov）將不定性數(shù)量化，來嘗試回答這些問題，是直到20世紀(jì)初葉才開始的.還不能說這個努力已經(jīng)十分成功了，但就是那些已得到的成果，已經(jīng)給人類活動的一切領(lǐng)域帶來了一場革命.這場革命為研究新的設(shè)想，發(fā)展自然科學(xué)知識，繁榮人類生活，開拓了道路.而且也改變了我們的思維方法，使我們能大膽探索自然的奧秘.概率論的研究對象

隨機現(xiàn)象量的統(tǒng)計規(guī)律性一.隨機現(xiàn)象在同一條件下,所觀察的現(xiàn)象可能發(fā)生,也可能不發(fā)生.帶有隨機性、偶然性的現(xiàn)象.

當(dāng)人們在一定的條件下對它加以觀察或進(jìn)行試驗時，觀察或試驗的結(jié)果是多個可能結(jié)果中的某一個.而且在每次試驗或觀察前都無法確知其結(jié)果，即呈現(xiàn)出偶然性.或者說，出現(xiàn)哪個結(jié)果“憑機會而定”.隨機現(xiàn)象的特點A.太陽從東方升起；B.明天的最高溫度；C.上拋物體一定下落；D.新生嬰兒的體重.我們的生活和隨機現(xiàn)象結(jié)下了不解之緣.下面的現(xiàn)象哪些是隨機現(xiàn)象？隨機現(xiàn)象例隨機現(xiàn)象是不是沒有規(guī)律可言呢?否！在一定條件下對隨機現(xiàn)象進(jìn)行大量觀測會發(fā)現(xiàn)某種規(guī)律性.思考：例如:一門火炮在一定條件下進(jìn)行射擊，個別炮彈的彈著點可能偏離目標(biāo)而有隨機性的誤差，但大量炮彈的彈著點則表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，如一定的命中率，一定的分布規(guī)律等等.再如:測量一物體的長度，由于儀器及觀察受到的環(huán)境的影響，每次測量的結(jié)果可能是有差異的.但多次測量結(jié)果的平均值隨著測量次數(shù)的增加逐漸穩(wěn)定于一常數(shù)，并且諸測量值大多落在此常數(shù)的附近，越遠(yuǎn)則越少，因而其分布狀況呈現(xiàn)“兩頭小，中間大，左右基本對稱”.二.隨機試驗對某一隨機現(xiàn)象所做的一次觀察或進(jìn)行的一次實驗,稱為隨機試驗,簡稱試驗.1.試驗可以在相同條件下重復(fù)進(jìn)行。2.每次試驗可能出現(xiàn)的結(jié)果不止一個，但在試驗之前不能肯定會出現(xiàn)哪一個結(jié)果。隨機試驗的特點：H

例如,

擲硬幣試驗擲一枚硬幣，觀察出正還是反.T擲骰子試驗擲一顆骰子，觀察出現(xiàn)的點數(shù)

三.隨機事件在一定條件下可能發(fā)生也可能不發(fā)生的事件稱為隨機事件，或簡稱為事件，通常用大寫字母A,B,C…表示?！皵S出2點”例如，在擲骰子試驗中，首先，隨機事件的發(fā)生具有偶然性,在一次試驗中，可能發(fā)生，也可能不發(fā)生.

其次，在大量重復(fù)試驗中，隨機事件的發(fā)生具有某種規(guī)律性.隨機事件的特點：事件基本事件復(fù)合事件（相對于觀察目的不可再分解的事件）（兩個或一些基本事件并在一起，就構(gòu)成一個復(fù)合事件）事件B={擲出奇數(shù)點}如在擲骰子試驗中，觀察擲出的點數(shù).事件Ai

={擲出i點}

i=1,2,3,4,5,6必件然事例如，在擲骰子試驗中，“擲出點數(shù)小于7”是必然事件;即在試驗中必定發(fā)生的事件，常用S或Ω表示;

不件可事能即在一次試驗中不可能發(fā)生的事件，常用φ表示.而“擲出點數(shù)8”則是不可能事件.兩個特殊的事件：現(xiàn)代集合論為表述隨機試驗提供了一個方便的工具.四.樣本點和樣本空間我們把隨機試驗的每個基本結(jié)果稱為樣本點，記作e或ω.全體樣本點的集合稱為樣本空間.樣本空間用S或Ω表示.樣本點e.

S如果試驗是將一枚硬幣拋擲兩次，則樣本空間由如下四個樣本點組成：S={(H,H),(H,T),(T,H),(T,T)}第1次第2次HHTHHTTT(H,T)：(T,H):(T,T)：(H,H):其中樣本空間在如下意義上提供了一個理想試驗的模型：在每次試驗中必有一個樣本點出現(xiàn)且僅有一個樣本點出現(xiàn).如果試驗是測試某燈泡的壽命：則樣本點是一非負(fù)數(shù)，由于不能確知壽命的上界，所以可以認(rèn)為任一非負(fù)實數(shù)都是一個可能結(jié)果，S={t：t≥0｝故樣本空間

如果一彩民購買體育彩票，一次只購買一張，直到中獎為止，觀察其所買的獎券數(shù)，則樣本空間

引入樣本空間后，事件便可以表示為樣本空間的子集.例如，擲一顆骰子，觀察出現(xiàn)的點數(shù)S={i：i=1,2,3,4,5,6｝樣本空間：事件B就是S的一個子集B={1,3,5｝B發(fā)生當(dāng)且僅當(dāng)B中的樣本點1，3，5中的某一個出現(xiàn).五.事件間的關(guān)系及其運算1.事件的包含：如果事件A發(fā)生必然導(dǎo)致事件B發(fā)生，則稱事件B包含事件A。記為等價說法：如果事件B不發(fā)生，必然導(dǎo)致事件A也不會發(fā)生。即A中的每一樣本點都包含于B中。2.事件的相等：如果事件A包含事件B，事件B也包含事件A則稱事件A與事件B相等。記為A=B3.事件的交（積）：事件A與事件B同時發(fā)生的事件，稱為事件A與事件B的積（交）事件。記為或AB即由事件A與B的公共樣本點組成的集合4.互不相容事件：如果事件A與事件B不能同時發(fā)生，則稱事件A與事件B為互不相容（互斥）事件。即即所有包含在A中的樣本點與包含在B中的樣本點全不相同。5.事件的并（和）：事件A與事件B至少有一個發(fā)生的事件稱為事件A與事件B的并（和）事件。記為即由A與B中所有樣本點組成的集合。6.事件的對立：事件A不發(fā)生的事件稱為事件A的對立事件（或逆事件）。記為

7.事件的差：事件A發(fā)生，而事件B不發(fā)生，稱為事件A與B的差。記為A-B即樣本空間中所有不包含在A中的樣本點組成的集合。即所有包含在A中而不包含在B中的樣本點組成的集合。隨機事件的運算律1.交換律:2.結(jié)合律:3.分配律:4.對偶原則:考慮某教育局全體干部的集合，令A(yù)為女干部，B為已婚干部，C為具有碩士學(xué)歷的干部。（1）用文字說明，以及的含義。（2）用A,B,C的運算表示“碩士學(xué)歷的單身女干部”，“不是已婚碩士的干部”。例1例2設(shè)A、B、C為三個隨機事件,表示下列事件：1、A發(fā)生但B與C都不發(fā)生2、A與B都發(fā)生，而C不發(fā)生3、三個事件中恰好發(fā)生一個4、A、B、C中至少有一個發(fā)生5、A、B、C中至少有兩個發(fā)生6、A、B、C都不發(fā)生7、A、B、C中不多于（最多）一個發(fā)生8、A、B、C中不多于兩個（不都）發(fā)生注意：設(shè)A、B為任意兩個事件，則

A∪B-A=B

錯誤A∪B-A因為請看下圖事件的概率概率是隨機事件發(fā)生可能性大小的度量

事件發(fā)生的可能性越大，概率就越大！研究隨機現(xiàn)象，不僅關(guān)心試驗中會出現(xiàn)哪些事件，更重要的是想知道事件出現(xiàn)的可能性大小，也就是事件的概率.

事件發(fā)生的可能性最大是百分之百，此時概率為1.0≤P(A)≤1我們用P(A)表示事件A發(fā)生的概率，則

事件發(fā)生的可能性最小是零，此時概率為0.事件在一次試驗中是否發(fā)生具有隨機性，它發(fā)生的可能性大小是其本身所固