第一单元 随机变量概念一、学习目标通过本节课的学习,知道如何用实数描述随机事件,进而掌握随机变量概念.
二、内容讲解随机事件
P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB)
P(AB)=P(A)P(B\A)
对于一般的随机事件,可以用一个字母表示。这样概括它不太方便,对它的的研究也受到限制,所以我们就用另一种方法来描述随机事件,用变量表示.
随机变量的定义这几个例子,都有共同特点,变量取值具有不确定性,但都具有一定的概率规律,归纳为定义.
这种取值具有概率规律的变量称为随机变量.常用X,Y,Z等大写拉丁字母表示.
取值可以逐个列出的,就叫做离散型随机变量,如例2,例3;取值是某个范围的实数,取值能联成一片的随机变量,就叫做连续型随机变量.
问题思考:随机变量是微积分中的变量吗?
不是.随机变量与微积分中的变量不同.随机变量随试验结果而变,即它的定义域是试验的所有可能结果,随机变量的取值事先不能确定,具有概率确定性;微积分中的变量的定义域是实数域,它的取值是确定性的.
三、例题讲解例1,考察乘客在地铁站等侯乘车的现象,
设X(分钟)为乘客等车的时间,X取值范围是[0,30].
等车时间不超过5分钟,可记为:{0?X<5},{9?X<14}或{3.14?X<8.14}
等车时间不超过x分钟,记为:{X<x} (0?x?30)
X的取值具有随机性,但能乘上车的概率与等车时间间隔的长度成正比.
例2:抛一枚均匀硬币试验,令
Y=
Y的取值具有随机性,但在抛硬币试验中,我们知道,Y取1的概率是,Y取0的概率也是.
例3:做投掷一颗匀称的骰子的试验用Z表示骰子出现的点数,则Z的可能取值是1,2,…,6,Z取这6个数之一,且只能取其一,还知道取每个数的概率都是.
四、课堂练习练习1.请看下面的例子:分析X,Y,Z,W等的取值情况,以及它们的特点.
(1)用X表示随机抽验的n件产品中不合格品的数,n个小学生中患近视眼症的人数,n个企业中亏损企业的个数,定点投篮n次命中的次数,等等.
(2)用Y表示某工厂发生事故的次数,新华商场某日售出的电视机台数,一小时内通过某交通路口的汽车辆数,一小时内在黄花机场降落的飞机架次,等等.
(3)用Z表示自动机床连续无故障工作的时间,电视机显象管的寿命,某居民小区居民的平均用水量,等等.
(4)用W表示随机测量产生的误差.
在每一问中,有着含义不同的问题,但在每一问中的量X或Y或Z,或W却有共同点.X可能取无穷个数之一,若干个数之一,一个定数?
在这几个问题中,X有可能是0~n中的任何一个数,故X取值0,1,2,…,n,即X可以取n+1个数.X取哪个值事先不能确定.
练习2.从有2个一级品,3个二级品的产品中随机取出3个产品,如果用X表示取出的产品中是一级品的数.求X的取值,并求相应的概率.
本题所讨论的仍然是随机事件的概率问题,我们将它表示为数量.这个数量取值是确定的,0,1,2.但是事先不能确定取到哪个值,然而它的取值具有概率规律,所以此处的X是随机变量.
明确X的含意,只有2个一级品.从5个产品中任取3个为一组,X代表所取3个产品中的一级品个数,由于总共有2个一级品,3个二级品,因此X有可能取值为0(3个全是二级品),1,2,不可能取3.只要取的方式是随机的,X到底取到0,还是1,还是2是事先无法确定的.
五、课后作业
1,定点投篮1次,投中的概率是0.4,试用随机变量描述这一试验.
2,一次试验中,若某事件A必然出现,试用随机变量描述该现象,并指出此随机变量可能取多少个值?
1,引入随机变量X,当投篮命中时,令X=1;当不中时,令X=0,即?P(X=1)=0.4,P(X=0)=0.6
2,A出现,令X=1,有 P(X=1)=1.
二、内容讲解随机事件
P(A+B)=P(A)+P(B)-P(AB)
P(AB)=P(A)P(B\A)
对于一般的随机事件,可以用一个字母表示。这样概括它不太方便,对它的的研究也受到限制,所以我们就用另一种方法来描述随机事件,用变量表示.
随机变量的定义这几个例子,都有共同特点,变量取值具有不确定性,但都具有一定的概率规律,归纳为定义.
这种取值具有概率规律的变量称为随机变量.常用X,Y,Z等大写拉丁字母表示.
取值可以逐个列出的,就叫做离散型随机变量,如例2,例3;取值是某个范围的实数,取值能联成一片的随机变量,就叫做连续型随机变量.
问题思考:随机变量是微积分中的变量吗?
不是.随机变量与微积分中的变量不同.随机变量随试验结果而变,即它的定义域是试验的所有可能结果,随机变量的取值事先不能确定,具有概率确定性;微积分中的变量的定义域是实数域,它的取值是确定性的.
三、例题讲解例1,考察乘客在地铁站等侯乘车的现象,
设X(分钟)为乘客等车的时间,X取值范围是[0,30].
等车时间不超过5分钟,可记为:{0?X<5},{9?X<14}或{3.14?X<8.14}
等车时间不超过x分钟,记为:{X<x} (0?x?30)
X的取值具有随机性,但能乘上车的概率与等车时间间隔的长度成正比.
例2:抛一枚均匀硬币试验,令
Y=
Y的取值具有随机性,但在抛硬币试验中,我们知道,Y取1的概率是,Y取0的概率也是.
例3:做投掷一颗匀称的骰子的试验用Z表示骰子出现的点数,则Z的可能取值是1,2,…,6,Z取这6个数之一,且只能取其一,还知道取每个数的概率都是.
四、课堂练习练习1.请看下面的例子:分析X,Y,Z,W等的取值情况,以及它们的特点.
(1)用X表示随机抽验的n件产品中不合格品的数,n个小学生中患近视眼症的人数,n个企业中亏损企业的个数,定点投篮n次命中的次数,等等.
(2)用Y表示某工厂发生事故的次数,新华商场某日售出的电视机台数,一小时内通过某交通路口的汽车辆数,一小时内在黄花机场降落的飞机架次,等等.
(3)用Z表示自动机床连续无故障工作的时间,电视机显象管的寿命,某居民小区居民的平均用水量,等等.
(4)用W表示随机测量产生的误差.
在每一问中,有着含义不同的问题,但在每一问中的量X或Y或Z,或W却有共同点.X可能取无穷个数之一,若干个数之一,一个定数?
在这几个问题中,X有可能是0~n中的任何一个数,故X取值0,1,2,…,n,即X可以取n+1个数.X取哪个值事先不能确定.
练习2.从有2个一级品,3个二级品的产品中随机取出3个产品,如果用X表示取出的产品中是一级品的数.求X的取值,并求相应的概率.
本题所讨论的仍然是随机事件的概率问题,我们将它表示为数量.这个数量取值是确定的,0,1,2.但是事先不能确定取到哪个值,然而它的取值具有概率规律,所以此处的X是随机变量.
明确X的含意,只有2个一级品.从5个产品中任取3个为一组,X代表所取3个产品中的一级品个数,由于总共有2个一级品,3个二级品,因此X有可能取值为0(3个全是二级品),1,2,不可能取3.只要取的方式是随机的,X到底取到0,还是1,还是2是事先无法确定的.
五、课后作业
1,定点投篮1次,投中的概率是0.4,试用随机变量描述这一试验.
2,一次试验中,若某事件A必然出现,试用随机变量描述该现象,并指出此随机变量可能取多少个值?
1,引入随机变量X,当投篮命中时,令X=1;当不中时,令X=0,即?P(X=1)=0.4,P(X=0)=0.6
2,A出现,令X=1,有 P(X=1)=1.