Własności prawdopodobieństwa
Niech Ω będzie niepustym zbiorem wszystkich zdarzeń elementarnych doświadczenia losowego, natomiast P – prawdopodobieństwem określonym na podzbiorach zbioru Ω. Wtedy:
0≤P(A)≤1dla kaz˙dego zdarzenia A⊂Ω
gdzie A′ oznacza zdarzenie przeciwne do zdarzenia A⊂Ω
Twierdzenie (klasyczna definicja prawdopodobieństwa)
Niech Ω będzie niepustym skończonym zbiorem wszystkich zdarzeń elementarnych doświadczenia losowego. Jeżeli wszystkie zdarzenia jednoelementowe są jednakowo prawdopodobne, to prawdopodobieństwo zdarzenia losowego A jest równe:
gdzie ∣A∣ oznacza liczbę zdarzeń elementarnych sprzyjających zdarzeniu losowemu A, natomiast ∣Ω∣ – liczbę elementów zbioru Ω.
Schemat Bernoullego
Próbą Bernoullego nazywamy doświadczenie losowe, w którym otrzymujemy jeden z dwóch możliwych wyników. Jeden z nich nazywamy sukcesem, a drugi – porażką. Jeżeli prawdopodobieństwo sukcesu jest równe p, to prawdopodobieństwo porażki jest równe q=1−p.
Schematem Bernoullego nazywamy ciąg niezależnych powtórzeń prób Bernoullego. W schemacie Bernoullego prawdopodobieństwo Pn(k) uzyskania w n próbach dokładnie k sukcesów (0≤k≤n) jest równe:
Prawdopodobieństwo warunkowe
Niech A, B będą zdarzeniami losowymi zawartymi w Ω, przy czym P(B)>0. Prawdopodobieństwem warunkowym P(A∣B) zdarzenia A pod warunkiem zaistnienia zdarzenia B nazywamy liczbę:
Twierdzenie o prawdopodobieństwie całkowitym
Jeżeli zdarzenia losowe B1,B2,…,Bn zawarte w Ω spełniają warunki: (1) są parami rozłączne, tzn. Bi∩Bj=∅ dla i=j; (2) B1∪B2∪…∪Bn=Ω; (3) P(Bi)>0 dla 1≤i≤n, to dla każdego zdarzenia losowego A⊂Ω prawdziwa jest równość:
P(A)=P(A∣B1)⋅P(B1)+P(A∣B2)⋅P(B2)+…+P(A∣Bn)⋅P(Bn)
Twierdzenie Bayesa
Jeżeli zdarzenia losowe A,B1,B2,…,Bn zawarte w Ω spełniają warunki:
(1) B1,…,Bn są parami rozłączne
(2) B1∪…∪Bn=Ω
(3) P(Bi)>0 dla 1≤i≤n
(4) P(A)>0
to dla każdego k (1≤k≤n) prawdziwa jest równość:
P(Bk∣A)=P(A∣B1)⋅P(B1)+P(A∣B2)⋅P(B2)+…+P(A∣Bn)⋅P(Bn)P(Bk)⋅P(A∣Bk)
Wartość oczekiwana zmiennej losowej
Niech X będzie zmienną losową o wartościach x1,x2,…,xn∈R, określoną na zbiorze Ω, przy czym P({ω:ω∈Ω oraz X(ω)=xi})=pi dla 1≤i≤n. Wartością oczekiwaną zmiennej losowej X nazywamy liczbę:
E(X)=x1⋅p1+x2⋅p2+…+xn⋅pn