課程英文名稱(chēng):Probability theory and mathematical statistics
適用專(zhuān)業(yè):無(wú)機(jī)非金屬材料工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、工商管理(本科)
課程類(lèi)型:公共基礎(chǔ)課 學(xué)時(shí)及學(xué)分:45學(xué)時(shí),3學(xué)分
先修課程:高等數(shù)學(xué)
一、基本目的
概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)是研究隨機(jī)現(xiàn)象客觀規(guī)律性的數(shù)學(xué)學(xué)科,在工科院校教學(xué)計(jì)劃中是一門(mén)基礎(chǔ)理論課,其目的和任務(wù)是,使學(xué)生掌握概率統(tǒng)計(jì)的基本概念,了解它的基本理論和方法,從而使學(xué)生初步掌握處理隨機(jī)現(xiàn)象的基本思想和方法,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)方法分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
二、本課程的教學(xué)基本要求
學(xué)生學(xué)完本課程后,應(yīng)達(dá)到如下要求:
1. 掌握概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念,了解它的基本理論和方法。
2. 初步掌握處理隨機(jī)現(xiàn)象的基本思想和方法。
3. 具有運(yùn)用概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法分析解決簡(jiǎn)單實(shí)際問(wèn)題的能力。
三、本課程的教學(xué)內(nèi)容
1. 隨機(jī)事件與概率
?。ǎ保├斫怆S機(jī)事件和樣本空間的概念。熟練掌握事件之間的關(guān)系與基本運(yùn)算。
?。ǎ玻├斫馐录l率的概念,了解隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性。
(3)理解古典概率的定義。了解幾何概率的定義和概率的統(tǒng)計(jì)定義。知道概率的公理化定義。
(4)掌握概率的基本性質(zhì)(特別是加法定理)。會(huì)應(yīng)用這些性質(zhì)進(jìn)行概率計(jì)算。
?。ǎ担├斫鈼l件概率的概念。掌握乘法定理、全概率公式和貝葉斯公式,并會(huì)應(yīng)用這些公式進(jìn)
行概率計(jì)算。
?。ǎ叮├斫馐录?dú)立性的概念。會(huì)應(yīng)用事件的獨(dú)立性進(jìn)行概率計(jì)算。
?。ǎ罚┝私獠锔判偷母拍睢U莆詹锔判秃投?xiàng)概率的計(jì)算。
2. 隨機(jī)變量及其分布
?。ǎ保┝私怆S機(jī)變量的概念。掌握離散型隨機(jī)變量和連續(xù)型隨機(jī)變量的描述方法。理解概率函
數(shù)(分布列)與概率密度的概念和性質(zhì)。
?。ǎ玻├斫夥植己瘮?shù)的概念和性質(zhì)。
?。ǎ常?huì)利用概率分布計(jì)算有關(guān)事件的概率。
?。ǎ矗┦炀氄莆斩?xiàng)分布、泊松分布、均勻分布、指數(shù)分布和正態(tài)分布。
(5)會(huì)求簡(jiǎn)單的隨機(jī)變量函數(shù)的概率分布。
3. 多維隨機(jī)變量及其分布
?。ǎ保┝私舛嗑S隨機(jī)變量的概念。了解二維隨機(jī)變量的聯(lián)合分布函數(shù)、聯(lián)合概率密度、聯(lián)合概
率函數(shù)(分布式)的概念和性質(zhì),并會(huì)計(jì)算有關(guān)事件的概率。
?。ǎ玻┱莆斩S隨機(jī)變量的邊緣分布與聯(lián)合分布的關(guān)系。
?。ǎ常├斫怆S機(jī)變量的獨(dú)立性的概念,并會(huì)應(yīng)用隨機(jī)變量的獨(dú)立性進(jìn)行概率計(jì)算。
?。ǎ矗┣髢蓚€(gè)獨(dú)立隨機(jī)變量的和的分布。
4. 隨機(jī)變量的數(shù)字特征
?。ǎ保├斫鈹?shù)學(xué)期望、方差的概念,并掌握它們的性質(zhì)與計(jì)算。會(huì)計(jì)算隨機(jī)變量函數(shù)的數(shù)學(xué)期
望。
(2)熟記二項(xiàng)分布、泊松分布、均勻分布、指數(shù)分布和正態(tài)分布的數(shù)學(xué)期望與方差。
(3)了解相關(guān)系數(shù)、矩的概念,并掌握它們的性質(zhì)與計(jì)算。
5. 大數(shù)定律和中心極限定理
?。ǎ保┝私馇斜妊┓虿坏仁?、切比雪夫定理和伯努里定理。
?。ǎ玻┲廓?dú)立同分布的中心極限定理和德莫佛-拉普拉斯定理。
6. 數(shù)理統(tǒng)計(jì)的基本概念
?。ǎ保├斫饪傮w、個(gè)體、樣本和統(tǒng)計(jì)量的概念。掌握直方圖的作法,樣本平均值和樣本方差的
計(jì)算。
?。ǎ玻┝私夥植肌分布、F分布的定義,并會(huì)查表計(jì)算。
?。ǎ常┝私庹龖B(tài)總體的某些常用統(tǒng)計(jì)量的分布。
7. 參數(shù)估計(jì)
?。ǎ保├斫恻c(diǎn)估計(jì)的概念。了解矩估計(jì)法(一階、二階)與極大似然估計(jì)法。了解估計(jì)量的評(píng)
選標(biāo)準(zhǔn)(無(wú)偏性、有效性、一致性)。
(2)理解區(qū)間估計(jì)的概念。會(huì)求正態(tài)總體的均值與方差的置信區(qū)間。
8. 假設(shè)檢驗(yàn)
?。ǎ保├斫饧僭O(shè)檢驗(yàn)的基本思想,掌握假設(shè)檢驗(yàn)的基本步驟,知道假設(shè)檢驗(yàn)可能產(chǎn)生的兩類(lèi)錯(cuò)
誤。
?。ǎ玻┱莆諉蝹€(gè)和兩個(gè)正態(tài)總體的均值與方差的假設(shè)檢驗(yàn)。
(3)掌握關(guān)于總體分布假設(shè)的x2檢驗(yàn)法。
四、各章內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)、深度和廣度
本大綱所列內(nèi)容對(duì)概念、理論從高到低用“理解”、“了解”、“知道”三級(jí)區(qū)分,對(duì)運(yùn)算、方法從高到低用“熟練掌握”、“掌握”、“會(huì)”或“能”三級(jí)區(qū)分,“熟悉”一詞相當(dāng)于“理解”并“熟練掌握”。
“理解”及“熟練掌握”的內(nèi)容是重點(diǎn)難點(diǎn),教師必須講深講透,并采用啟發(fā)法教學(xué)。
討論隨機(jī)現(xiàn)象有二個(gè)途徑:一是利用經(jīng)典的方法,講述古典概率及其他概率定義,
事件與概率,條件概率及事件的獨(dú)立性、概率的數(shù)學(xué)性質(zhì),計(jì)算公式等;二是引進(jìn)隨 機(jī)變量的概念,討論隨機(jī)變量的分布及數(shù)字特征。第一部分的內(nèi)容是重點(diǎn),也是難點(diǎn),它是概率論的基礎(chǔ),搞好古典概型的教學(xué)非常重要。第二部分內(nèi)容,著重掌握分布函 數(shù)的概念與性質(zhì),隨機(jī)變量的概率密度的概念與性質(zhì)。重點(diǎn)講授數(shù)字特征的性質(zhì)與計(jì)算。
參數(shù)估計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)是本課程的基本部分,是重點(diǎn)。在參數(shù)估計(jì)中,又以極大似然估計(jì)法和單個(gè)正態(tài)總體均值與方差的區(qū)間估計(jì)為重點(diǎn)。在假設(shè)檢驗(yàn)中,以單個(gè)正態(tài)總體的均值與方差的假設(shè)檢驗(yàn)為重點(diǎn)。
統(tǒng)計(jì)量的分布即x2分布、t分布、F分布較抽象,是難點(diǎn)。
五、學(xué)時(shí)分配的建議
教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)時(shí)數(shù)教學(xué)內(nèi)容 | 講 課 | 習(xí)題課 | 小 計(jì) | 最低作業(yè)量 |
隨機(jī)事件與概率 | 8 | 8 | 20 | |
隨機(jī)事件及其分布 | 6 | 2 | 8 | 18 |
隨機(jī)向量及其分布 | 6 | 6 | 16 | |
隨機(jī)變量的數(shù)字特征 | 4 | 2 | 6 | 12 |
大數(shù)定律和中心極限定理 | 2 | 2 | 2 | |
數(shù)理統(tǒng)計(jì)基本概念 | 4 | 4 | 6 | |
參數(shù)估計(jì) | 6 | 1 | 7 | 14 |
假設(shè)檢驗(yàn) | 4 | 4 | 12 | |
總計(jì) | 40 | 5 | 45 | 100 |
六、指定教材及教學(xué)參考書(shū)
1. 指定教材:概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)(第二版),盛驟等編,高等教育出版社,1989年8月
2. 教學(xué)參考書(shū):
(1)概率論,復(fù)旦大學(xué)編,人民教育出版社,1979年
?。ǎ玻?shù)理統(tǒng)計(jì),汪榮鑫著,西安交通大學(xué)出版社,1986年
(3)概率論及數(shù)理統(tǒng)計(jì)(第二版),王福保等編著,同濟(jì)大學(xué)出版社,1988年6月
(4)概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)習(xí)題全解,劉國(guó)華等編,中國(guó)林業(yè)出版社,2001年9月
(5)an introduction to mathematical statistics and its applications(英)
?。ǎ叮└怕收摷皵?shù)理統(tǒng)計(jì),中山大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系編,高等教育出版社,1980年7月
七、其它說(shuō)明
概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)是兩個(gè)有密切聯(lián)系的學(xué)科。大體上可以說(shuō):概率論是數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ),而數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)是概率論的重要應(yīng)用。學(xué)習(xí)本課程必須具備初等微積分及少量矩陣知識(shí)。
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