概率及正态分布

概率及正态分布第一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六第五讲概率及其正态分布第二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六一、概率的定义后验概率（或统计概率）

随机事件的频率当n无限增大时，随机事件A的频率会稳定在一个常数P，这个常数就是随机事件A的概率。（5．1）第三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六先验概率（古典概率）古典概率模型要求满足两个条件：⑴试验的所有可能结果是有限的；⑵每一种可能结果出现的可能性相等。（5．2）第四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六二．概率的公理系统1．任何随机事件Ａ的概率都是在0与1之间的正数，即

0≤P（A）≤12．不可能事件的概率等于零，即P（A）=03．必然事件的概率等于1，即P（A）=1

第五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六三．概率的加法定理和乘法定理概率的加法定理若事件Ａ发生，则事件Ｂ就一定不发生，这样的两个事件为互不相容事件。两互不相容事件和的概率，等于这两个事件概率之和，即（5．3）（5．4）第六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六概率的乘法定理若事件Ａ发生不影响事件Ｂ是否发生，这样的两个事件为互相独立事件。两个互相独立事件积的概率，等于这两个事件概率的乘积，即（5．5）（5．6）第七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六例1：某一学生从５个试题中任意抽取一题，进行口试。如果抽到每一题的概率为1／5，则抽到试题１或试题２的概率是多少？如果前一个学生把抽过的试题还回后，后一个学生再抽，则４个学生都抽到试题1的概率是多少？

第八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六计算抽到第一题或第二题的概率应为抽到第一题的概率和抽到第二题的概率之和，即四个学生都抽到第一题即四个学生同时抽到第一题，其概率应为抽到第一题的概率的乘积，即第九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六例2：从30个白球和20个黑球共50个球中随机抽取两次（放回抽样），问抽出一个黑球和一个白球的概率是多少？第十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六抽出一个白球的概率为3／5,抽出一个黑球的概率为2／5。抽出一个黑球和一个白球的情况应包括先抽出一个黑球、后抽出一个白球和先抽出一个白球、后抽出一个黑球两种情况。因此：第十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六四、概率分布类型概率分布（probabilitydistribution）是指对随机变量取不同值时的概率的描述，一般用概率分布函数进行描述。依不同的标准，对概率分布可作不同的分类。第十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六１、离散型分布与连续型分布依随机变量的类型，可将概率分布分为离散型概率分布与连续型概率分布。心理与教育统计学中最常用的离散型分布是二项分布，最常用的连续型分布是正态分布。

第十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六２、经验分布与理论分布依分布函数的来源，可将概率分布分为经验分布与理论分布。经验分布（empiricaldistribution）是指根据观察或实验所获得的数据而编制的次数分布或相对频率分布。理论分布（theoreticaldistribution）是按某种数学模型计算出的概率分布。第十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六３、基本随机变量分布与抽样分布依所描述的数据的样本特性，可将概率分布分为基本随机变量分布与抽样分布（samplingdistribution）。基本随机变量分布是随机变量各种不同取值情况的概率分布，抽样分布是从同一总体内抽取的不同样本的统计量的概率分布。第十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六五．二项分布二项分布（bionimaldistribution）是一种具有广泛用途的离散型随机变量的概率分布，它是由贝努里创始的，因此又称为贝努里分布。第十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六1．二项试验满足以下条件的试验称为二项试验：一次试验只有两种可能的结果，即成功和失败；各次试验相互独立，即各次试验之间互不影响；各次试验中成功的概率相等，失败的概率也相等。第十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六2．二项分布函数二项分布是一种离散型随机变量的概率分布。用n次方的二项展开式来表达在n次二项试验中成功事件出现的不同次数（X＝0，1…）的概率分布，叫做二项分布函数。第十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六二项展开式的通式（即二项分布函数）：（5．7）

第十九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六二项展开式的要点：项数：二项展开式中共有n＋1项。方次：p的方次，从n→0为降幂；q的方次从0→n为升幂。每项p与q方次之和等于n。系数：各项系数是成功事件次数的组合数。第二十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六例３：从男生占２/５的学校中随机抽取６个学生，问正好抽到４个男生的概率是多少？最多抽到２个男生的概率是多少？解：将n=6，p=2/5，q=3/5，X=4代入（6．1）式，则恰好抽到4个男生的概率为第二十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期六最多抽到２个男生的概率，等于１个也没有抽到、抽到１个和抽到两个男生的概率之和，即第二十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期六3．二项分布图以成功事件出现的次数为横坐标，以成功事件出现不同次数的概率为纵坐标，绘制直方图或多边图，即为二项分布图。二项分布是离散型分布，其概率直方图是跃阶式。第二十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期六二项分布的性质从概率直方图可以看到，二项分布有如下性质：①．当p=q时，图形是对称的。②．当p≠q时，直方图呈偏态。p＞q与p＜q时的偏斜方向相反。第二十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期六4．二项分布的平均数和标准差如果二项分布满足p＞q且nq≥5（或者p＜q且np≥5时，二项分布接近于正态分布。可用下面的方法计算二项分布的平均数和标准差。二项分布的平均数为二项分布的标准差为（5．8）

（5．9）

第二十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期六5．二项分布的应用二项分布函数除了用来求成功事件恰好出现X次的概率之外，在教育中主要用来判断试验结果的机遇性与真实性的界限。第二十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期六例如，一个学生凭猜测做10个是非题，平均可以猜对5题。什么情况下可以说他是真会而不是猜测呢？这种问题需要用累积概率来算。当做对８题或８题以上时，累积概率为0.989，也就是说，猜对９题或10题的概率不足0.05。第二十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期六表5-1一个学生做10个正误题做对不同题数的概率分布做对题目数出现方式数概率P(X)累积概率010.0010.0011100.0100.0112450.0440.05531200.1170.17242100.2050.37752520.2460.62362100.2050.82871200.1170.9458450.0440.9899100.0100.9991010.0011.000总和10241.000第二十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期六例题：一个教师对8个学生的作业成绩进行猜测，如果教师猜对的可能性为1／3，问：⑴．平均能猜对几个学生的成绩？⑵．假如规定猜对95％，才算这个教师有一定的评判能力，那么这个教师至少要猜对几个学生？第二十九页，共三十三页，编辑于2023年，星期六第三十页，共三十三页，编辑于2023年，星期六第三十一页，共三十三页，