- •031401.65 Культурология
- •Часть 1. Элементы теории множеств 10
- •Часть 2. Теория вероятностей 27
- •1.1. Предыстория
- •1. 2. Основные понятия и способы задания множеств
- •1.3. Операции над множествами
- •2. 1. Предмет теории вероятностей
- •2. 2. Основные понятия и определения
- •2. 3. Статистический анализ результатов экспериментов
- •2.4. Множество событий и операции на нем
- •2. 5. Эмпирическая вероятность
- •2.6. Классическая вероятность
- •2. Для несовместных событий вероятность их суммы равна сумме
- •2. 7. Схемы случайных экспериментов
- •2.7.1. Схема без возвращения с упорядочением
- •2. 7.2. Схема без возвращения и без упорядочения
- •2. 7.3. Схема с возвращением и с упорядочением
- •2.7.4. Схема с возвращением без упорядочения
- •2. 8. Геометрическая вероятность
- •2. 9. Условная вероятность
- •2.10. Формула полной вероятности
- •2.11. Формула Байеса
2. 1. Предмет теории вероятностей
Все события нашей повседневной жизни мы делим на случайные и не случайные. К не случайным относятся события, обусловленные четкими причинно - следственными связями и называемые детерминированными. При отсутствии детерминированности (предопределенности) события называются случайными.
Примером случайности является подбрасывание монеты или кубика (игральной кости) с заранее непредсказуемым результатом. Более того, нередко как случайные целесообразно трактовать процессы с большим количеством сопутствующих неизвестных и неопределенных факторов возможно и не случайных по своей природе.
Пример детерминированности дают траектории небесных тел, которые с высокой точностью рассчитаны на многие годы, как в далекое будущее, так и прошлое. Можно с большой уверенностью описать картину звездного неба, какую наблюдали наши предки и увидят потомки. Однако не реально рассчитать траекторию и деформацию простого облака на небе даже в тихую погоду.
Теория вероятностей (ТВ) как раз и занимается изучением закономерностей случайных явлений и расчетом их числовых характеристик.
К основным таким характеристикам относятся:
- вероятность случайного события, как шанс его реализации;
- математическое ожидание, выявляющее наиболее часто реали-
зующийся результат;
- дисперсия, определяющая меру разброса реализаций случайной
величины относительно ее математического ожидания.
Широкое поле для применения ТВ предоставляют не только естественные науки, с которых по большому счету все и началось. В человеческом обществе действует большое количество различных объективных и субъективных факторов и потому невозможно просчитать не только
их отдаленные, но и ближайшие последствия. Это объясняется информационной недостаточностью и непредсказуемостью психологии и мотивации поступков людей даже в небольшом коллективе. В силу перечисленных обстоятельств ТВ эффективно используется в различных технических приложениях, социологии, медицине, психологии, бизнесе и т.п.
2. 2. Основные понятия и определения
Все естественные науки возникли и развивались, решая практические задачи, стоящие перед человечеством. В этом отношении ТВ не составляет исключения.
Теория вероятностей зародилась в результате анализа различных случайных явлений и в том числе азартных игр. Поэтому в соответствии с традицией мы будем бросать монеты или кубики, извлекать шары из урны, стрелять по мишени и называть такую процедуру случайным экспериментом (СЭ). Случайный эксперимент реализуется в виде последовательности однотипных действий (например, подбрасывания монеты несколько раз, серии из нескольких выстрелов и т.п.), которые называются испытаниями, а их конкретные результаты (реализации) - исходами. Таким образом, схема СЭ может быть представлена в виде цепочки
Для обеспечения математической корректности выводов предполагается непредсказуемость конкретных исходов и возможность неограниченного повторения СЭ в одинаковых условиях. События с неясными исходами, но при отсутствии возможности их повторения в одинаковых условиях называются неопределенными. Таковыми, к примеру, являются результаты выборов.