本書是一本教人如何學(xué)習(xí)概率論與數(shù)理統(tǒng)計的書,它的關(guān)注點不是定義、定理、性質(zhì),以及后兩者的證明,而是以一道道具體的題為切入點,揭示數(shù)學(xué)問題的內(nèi)在邏輯和方法選擇的前因后果。它既可以幫助初學(xué)概率論與數(shù)理統(tǒng)計的本科生學(xué)好該課程,也可以用作復(fù)習(xí)考研數(shù)學(xué)的參考書。
本書包含隨機(jī)事件和概率、一維隨機(jī)變量及其分布、多維隨機(jī)變量及其分布、隨機(jī)變量的數(shù)字特征、數(shù)理統(tǒng)計五章內(nèi)容,詳細(xì)闡述了15個問題、74道例題,囊括了各類概率論與數(shù)理統(tǒng)計教材的主要內(nèi)容,以及全國碩士研究生招生考試數(shù)學(xué)一、數(shù)學(xué)三的全部考點。
在 “高等數(shù)學(xué)”“線性代數(shù)”“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”這三門大學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程和考研數(shù)學(xué)統(tǒng)考科目中,“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”無疑是最“接地氣”的一門 課程。相比在考研數(shù)學(xué)一和數(shù)學(xué)三中同樣占34分的線性代數(shù), 概率論與數(shù)理統(tǒng)計不但沒有那么強的抽象性和邏輯性,而且還有著鮮明的現(xiàn)實背景。 因此,本書與拙著 《高等數(shù)學(xué)輕松學(xué)》和 《線性代數(shù)輕松學(xué)》最大的不同之處, 就是每章不再以 “問題脈絡(luò)”的框架圖開篇,取而代之的是 “拋磚引 玉”中生動的引例, 并且將小明同學(xué)和概率論與數(shù)理統(tǒng)計的故事從第一章連貫地進(jìn)展到了第五章。我想通過這些與大學(xué)生活息息相關(guān)的例子, 帶領(lǐng)讀者走近 這門“接地氣”的學(xué)科, 從而思考探討隨機(jī)事件和概率、一維隨機(jī)變量及其分布、多維隨機(jī)變量及其分布、隨機(jī)變量的數(shù)字特征、數(shù)理統(tǒng)計這五部分內(nèi)容的意義。
學(xué)好概率論與數(shù)理統(tǒng)計有以下三個關(guān)鍵:
第一,要有高等數(shù)學(xué) (或微積分)的基礎(chǔ)。與中學(xué)數(shù)學(xué)所學(xué)的概率和統(tǒng)計知識不同, 大學(xué)的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”課程需要大量使用高等數(shù)學(xué)的方法, 尤其是定積分和二重積分的計算成為了不少同學(xué)學(xué)習(xí)這門課程的 “攔路虎”。 所以, 在學(xué)習(xí)概率論與數(shù)理統(tǒng)計的同時,有針對性地復(fù)習(xí)高等數(shù)學(xué)是必要的。
第二, 學(xué)會類比!邦惐取笔菍⒏怕收撆c數(shù)理統(tǒng)計中的知識點化繁為簡的 好方法,而這也是本書 “知識儲備”中大量通過表格來梳理知識的原因。 由于離散型隨機(jī)變量的分布律和連續(xù)型隨機(jī)變量的概率密度 “扮演著相同的角色”, 所以關(guān)于連續(xù)型隨機(jī)變量的許多公式都能與離散型隨機(jī)變量的相應(yīng)公式進(jìn)行類比,而有的只不過用求積分來代替求和。 此外,關(guān)于二維隨機(jī)變量的一些問題也能與一維隨機(jī)變量的相應(yīng)問題進(jìn)行類比, 甚至就連隨機(jī)變量的獨立性都能與隨機(jī)事件的獨立性進(jìn)行類比。如果不會類比, 那么各概念、性質(zhì)和公式就仿佛一盤散沙, 既難以記憶,又不知如何應(yīng)用。
第三, 學(xué)會分類討論。 在概率論與數(shù)理統(tǒng)計中,有兩個疑難問題,那就是求隨機(jī)變量的函數(shù)的概率密度, 以及求兩個隨機(jī)變量的函數(shù)的概率密度, 而這兩個問題的關(guān)鍵都在于分類討論。本書細(xì)致地講解了為什么要分類討論、該如何通過數(shù)形結(jié)合來分類討論,并且通過表3 4進(jìn)行了梳理。希望同學(xué)們讀完 本書后,不再對這兩個疑難問題望而卻步。
概率論與數(shù)理統(tǒng)計輕松學(xué)本書既可以幫助初學(xué)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”的本科生學(xué)好這門課程,也可 以作為考研學(xué)生復(fù)習(xí)這門學(xué)科的參考書。 對于初學(xué)“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”的本科生,本書囊括了該學(xué)科各類教材的主要內(nèi)容。同學(xué)們可以根據(jù)各高校各專業(yè)不同的教學(xué)情況,選擇對自己有價值 的章節(jié)閱讀。 對于考研的考生,本書囊括了全國碩士研究生統(tǒng)一招生考試數(shù)學(xué)一和數(shù)學(xué)三的全部考點。目前,這兩個卷種概率論與數(shù)理統(tǒng)計的考試要求沒有顯著差 異,參加數(shù)學(xué)一考試的考生應(yīng)閱讀整本書,參加數(shù)學(xué)三考試的考生對第五章問題4,以及 “實戰(zhàn)演練”中的第10題不作要求。本書例題中收錄的所有考研真題均已注明考試年份,可幫助考生了解考研試題的命題風(fēng)格。 本書每章后的“實戰(zhàn)演練”可幫助讀者檢測各章的學(xué)習(xí)成果,并且在書后 給出了每道習(xí)題的答案和詳細(xì)解答。 此外,感謝北京航空航天大學(xué)出版社, 尤其是策劃編輯沈濤老師對本書出版做出的辛勤努力。感謝我的家人和朋友在我寫作過程中給予的支持與鼓勵。 由于水平有限,對于書中的不當(dāng)之處,在此先行道歉,并歡迎廣大讀者朋 友批評指正。對此,我將不勝感激。
愿本書能為同學(xué)們的“概率論與數(shù)理統(tǒng)計”學(xué)習(xí)提供切實有效的幫助!
2020年6月
全國考研數(shù)學(xué)輔導(dǎo)名師,北京、河北、陜西、山西、山東等地各大輔導(dǎo)機(jī)構(gòu)數(shù)學(xué)主講老師,潛心鉆研1987年以來考研數(shù)學(xué)各卷種的考查重點與命題規(guī)律,連續(xù)六年成功押中多道考研數(shù)學(xué)真題。 他的講課概念清晰、深入淺出、表達(dá)幽默、妙語連珠,顛覆了傳統(tǒng)大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)語境,受到廣大學(xué)生的歡迎與追捧。
他關(guān)注本科生的高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),對比中外教材的差異,反思本科數(shù)學(xué)教學(xué)中存在的問題,八年來在中國傳媒大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等高校多次舉辦個人講座,指導(dǎo)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),傳播數(shù)學(xué)文化,出版的圖書《高等數(shù)學(xué)輕松學(xué)》、《線性代數(shù)輕松學(xué)》、《概率論與數(shù)理統(tǒng)計輕松學(xué)》廣受好評。
第一章 隨機(jī)事件和概率 ………………………………………………………………… 3
問題1 隨機(jī)事件的概率的計算與證明 ………………………………………………… 4
問題2 隨機(jī)事件的概率的應(yīng)用 ……………………………………………………… 11
第二章 一維隨機(jī)變量及其分布 ……………………………………………………… 21
問題1 分布律、分布函數(shù)與概率密度的相關(guān)問題 …………………………… … 22
問題2 一維隨機(jī)變量的概率問題 ………………………………………………… 29
問題3 隨機(jī)變量的函數(shù)的分布問題 ………………………………………………37
第三章 多維隨機(jī)變量及其分布 ……………………………………………………… 49
問題1 分布律、分布函數(shù)與概率密度的相關(guān)問題 …………………………………50
問題2 二維隨機(jī)變量的概率問題 ……………………………………………………62
問題3 兩個隨機(jī)變量的函數(shù)的分布問題 ……………………………………………67
第四章 隨機(jī)變量的數(shù)字特征 ……………………………………………………… … 85
問題1 數(shù)學(xué)期望與方差的計算 ………………………………………………… 85
問題2 協(xié)方差與相關(guān)系數(shù)的相關(guān)問題 …………………………………………… 93
問題3 切比雪夫不等式、大數(shù)定律與中心極限定理的應(yīng)用 ………………… 101
第五章 數(shù)理統(tǒng)計……………………………………… …………………………… 109
問題1 抽樣分布問題 ………………………………………… ……………… 110
問題2 求統(tǒng)計量的數(shù)字特征 ……………………………………………………… 118
問題3 求矩估計與最大似然估計 ………………………………………………… 122
問題4 區(qū)間估計與假設(shè)檢驗 ……………………………………………………… 127
習(xí)題答案與解析 ……………………………………………………………………………