概率论与数理统计的核心公式可分为以下五类,结合权威资料整理如下:
一、随机事件与概率基础
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加法公式
$P(A \cup B) = P(A) + P(B) - P(AB)$
当 $A$、$B$ 互斥时,$P(A \cup B) = P(A) + P(B)$。
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减法公式
$P(A - B) = P(A) - P(AB)$
用于计算差事件的概率。
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乘法公式
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条件概率 :$P(A|B) = \frac{P(AB)}{P(B)}$
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独立事件 :$P(AB) = P(A)P(B)$
适用于不同场景的概率计算。
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全概率公式
$P(A) = \sum_{i=1}^n P(B_i)P(A|B_i)$
通过分解原因事件计算总概率。
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贝叶斯公式
$P(B_i|A) = \frac{P(B_i)P(A|B_i)}{\sum_{j=1}^n P(B_j)P(A|B_j)}$
用于更新事件概率。
二、随机变量与分布
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期望与方差
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期望:$E(X) = \sum_{i} x_iP(X=x_i)$(离散型)或 $\int_{-\infty}^{\infty} xf(x)dx$(连续型)。
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方差:$D(X) = E(X^2) - [E(X)]^2$。
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常见分布
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二项分布:$P(X=k) = C_n^k p^k (1-p)^{n-k}$
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泊松分布:$P(X=k) = \frac{\lambda^k e^{-\lambda}}{k!}$
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正态分布:$X \sim N(\mu, \sigma^2)$。
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三、核心定理与性质
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独立性与条件概率 :独立事件满足 $P(AB) = P(A)P(B)$,条件概率用于描述事件依赖关系。
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大数定律与中心极限定理 :描述随机变量在大量重复试验中的稳定性和分布趋近性。
四、应用场景
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全概率与贝叶斯公式 :常用于医学检测、信号处理等实际问题,如计算疾病在人群中的概率。
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加法与减法公式 :适用于排列组合、抽球等离散事件概率计算。
注意 :区分互斥事件($P(A \cap B) = 0$)与独立事件($P(A|B) = P(A)$),避免混淆公式应用条件。