[摘 要] 關(guān)于隨機(jī)事件的頻率和概率這兩個(gè)數(shù)值,看似并無(wú)什么牽扯,甚至可以說(shuō)隨機(jī)實(shí)驗(yàn)中某一事件的頻率是隨意的,而概率卻是明確可知的,但事實(shí)上頻率卻是可以通過(guò)概率來(lái)“測(cè)量”的,頻率的本質(zhì)是概率。從隨機(jī)事件的概率和頻率的定義出發(fā),經(jīng)過(guò)分析推理,明確其區(qū)別,解析其關(guān)聯(lián)。
[關(guān) 鍵 詞] 隨機(jī)事件;頻率;概率
[中圖分類(lèi)號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603(2016)18-0120-01
概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)就是研究隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律的數(shù)學(xué)學(xué)科,因隨機(jī)現(xiàn)象具有普遍性特點(diǎn),概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)也因此具有廣泛的應(yīng)用環(huán)境。而在研究概率之前,我們必須先要清楚隨機(jī)試驗(yàn)中關(guān)于隨機(jī)事件發(fā)生可能性大小的度量問(wèn)題,這就涉及隨機(jī)事件的概率和頻率。
首先必須明確隨機(jī)事件的概念,即,在條件一定時(shí),測(cè)驗(yàn)或觀察研究對(duì)象,每進(jìn)行一次條件組稱(chēng)為一次性試驗(yàn),得到的結(jié)果為事件,在一次試驗(yàn)中對(duì)無(wú)法準(zhǔn)確判斷發(fā)生結(jié)果的事件為隨機(jī)事件。接著我們來(lái)分別了解頻率及概率:
一、頻率的概念及性質(zhì)
舉例引入:一個(gè)盒子中有10個(gè)相同的球,但5個(gè)是白色的,另外5個(gè)是黑色的,攪勻后從中任意摸取一球。在該實(shí)驗(yàn)中,未將球取出來(lái)前,我們無(wú)法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判斷,即取出的球是黑是白是未知的,但是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們,如果我們從盒子中反復(fù)多次取球,會(huì)獲得這樣一種結(jié)果:當(dāng)實(shí)驗(yàn)次數(shù)足夠多,即n足夠大時(shí),黑、白兩球出現(xiàn)次數(shù)幾乎是相等的,即,黑、白球出現(xiàn)次數(shù)的比值趨于1。
條件相同時(shí),如試驗(yàn)次數(shù)為n,那么這n次試驗(yàn)中事件A共發(fā)生的次數(shù)為nA,nA為事件A的發(fā)生頻數(shù)。而事件A的發(fā)生頻率用nA/n這一比值表示,記作fn(A),即,不同對(duì)象出現(xiàn)的次數(shù)和總次數(shù)間的比值。
當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)n不斷增大時(shí),頻率逐漸趨向于穩(wěn)定,并與某常數(shù)接近,這一常數(shù)就是所說(shuō)的時(shí)間A的概率,而頻率穩(wěn)定性即為統(tǒng)計(jì)規(guī)律性(統(tǒng)計(jì)規(guī)律性是指在大量試驗(yàn)中呈現(xiàn)出的數(shù)量規(guī)律),但頻率與概率并不相同,由伯努利大數(shù)理論可知,當(dāng)n為無(wú)窮大時(shí),在一定意義下頻率fn(A)和概率P(A)較為接近。其中頻率的值即為頻數(shù)與總體數(shù)量的比值。在n次試驗(yàn)中隨機(jī)事件發(fā)生m次的相對(duì)頻率為m/n。而在物理學(xué)中頻率用于衡量每秒物體振動(dòng)次數(shù)的多少是確定的。
二、概率的概念及性質(zhì)
概率用于衡量事件發(fā)生的可能性大小,而隨機(jī)事件A發(fā)生概率表示為P(A),取值范圍在0和1之間。在一定條件下,當(dāng)P(A)=1時(shí)表示事件A一定發(fā)生;當(dāng)P(A)=0時(shí),表示事件A沒(méi)有發(fā)生的可能。當(dāng)試驗(yàn)次數(shù)不斷增加時(shí),頻率和概率之間越容易接近,即:
隨機(jī)事件發(fā)生的可能性大小受其自身影響,而且具有客觀性,猶如土地有面積、木棒有長(zhǎng)度異性。概率是對(duì)隨機(jī)事件發(fā)生大小的度量,為事件自身的一個(gè)屬性。當(dāng)某事件概率給定時(shí),則是對(duì)其在一次試驗(yàn)中發(fā)生可能性大小的衡量,這個(gè)數(shù)量指標(biāo)應(yīng)該滿(mǎn)足:
1.它是事件固有的,不隨人們主觀意愿而改變,可以在相同條件下通過(guò)大量重復(fù)試驗(yàn)予以識(shí)別和檢驗(yàn)。
2.符合常情:事件發(fā)生可能性大,該值就大,反之就??;不可能事件的值最小(0),必然事件的值最大(1)。
三、概率的頻率定義
通過(guò)以上很自然地,我們就可以采用一個(gè)隨機(jī)事件的頻率穩(wěn)定值去描述它在一次實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的可能性大小,即用頻率的極限來(lái)作為概率的定義。概率應(yīng)和面積、長(zhǎng)度一樣,應(yīng)能進(jìn)行測(cè)定。然而,實(shí)際上,我們不可能對(duì)每一個(gè)隨機(jī)事件都去做大量的實(shí)驗(yàn)后得到它的頻率,并且有些隨機(jī)事件也無(wú)法去定義它們的頻率,客觀上有很多只出現(xiàn)過(guò)一次而又需要作出決策的事件,在做決策時(shí),人們通常根據(jù)主觀概率將自己的經(jīng)驗(yàn)判斷、數(shù)據(jù)分析等進(jìn)行數(shù)量判斷,進(jìn)而運(yùn)用和概率相關(guān)的理論及工具得出相關(guān)結(jié)論,這些結(jié)論對(duì)決策是很有用的。
參考文獻(xiàn):
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[2]袁蔭棠.概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M].中國(guó)人民大學(xué)出版社,1990.