課程英文名稱:Probability theory and mathematical statistics
適用專業(yè):無機非金屬材料工程、機械設(shè)計制造及其自動化、工商管理(本科)
課程類型:公共基礎(chǔ)課 學時及學分:45學時,3學分
先修課程:高等數(shù)學
一、基本目的
概率論與數(shù)理統(tǒng)計是研究隨機現(xiàn)象客觀規(guī)律性的數(shù)學學科,在工科院校教學計劃中是一門基礎(chǔ)理論課,其目的和任務(wù)是,使學生掌握概率統(tǒng)計的基本概念,了解它的基本理論和方法,從而使學生初步掌握處理隨機現(xiàn)象的基本思想和方法,培養(yǎng)學生運用概率統(tǒng)計方法分析解決實際問題的能力。
二、本課程的教學基本要求
學生學完本課程后,應(yīng)達到如下要求:
1. 掌握概率論與數(shù)理統(tǒng)計的基本概念,了解它的基本理論和方法。
2. 初步掌握處理隨機現(xiàn)象的基本思想和方法。
3. 具有運用概率論與數(shù)理統(tǒng)計方法分析解決簡單實際問題的能力。
三、本課程的教學內(nèi)容
1. 隨機事件與概率
?。ǎ保├斫怆S機事件和樣本空間的概念。熟練掌握事件之間的關(guān)系與基本運算。
?。ǎ玻├斫馐录l率的概念,了解隨機現(xiàn)象的統(tǒng)計規(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)。會應(yīng)用這些性質(zhì)進行概率計算。
(5)理解條件概率的概念。掌握乘法定理、全概率公式和貝葉斯公式,并會應(yīng)用這些公式進
行概率計算。
?。ǎ叮├斫馐录毩⑿缘母拍?。會應(yīng)用事件的獨立性進行概率計算。
(7)了解伯努里概型的概念。掌握伯努里概型和二項概率的計算。
2. 隨機變量及其分布
?。ǎ保┝私怆S機變量的概念。掌握離散型隨機變量和連續(xù)型隨機變量的描述方法。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常酶怕史植加嬎阌嘘P(guān)事件的概率。
?。ǎ矗┦炀氄莆斩椃植?、泊松分布、均勻分布、指數(shù)分布和正態(tài)分布。
?。ǎ担蠛唵蔚碾S機變量函數(shù)的概率分布。
3. 多維隨機變量及其分布
?。ǎ保┝私舛嗑S隨機變量的概念。了解二維隨機變量的聯(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),并會計算有關(guān)事件的概率。
?。ǎ玻┱莆斩S隨機變量的邊緣分布與聯(lián)合分布的關(guān)系。
?。ǎ常├斫怆S機變量的獨立性的概念,并會應(yīng)用隨機變量的獨立性進行概率計算。
(4)求兩個獨立隨機變量的和的分布。
4. 隨機變量的數(shù)字特征
?。ǎ保├斫鈹?shù)學期望、方差的概念,并掌握它們的性質(zhì)與計算。會計算隨機變量函數(shù)的數(shù)學期
望。
(2)熟記二項分布、泊松分布、均勻分布、指數(shù)分布和正態(tài)分布的數(shù)學期望與方差。
?。ǎ常┝私庀嚓P(guān)系數(shù)、矩的概念,并掌握它們的性質(zhì)與計算。
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┲廓毩⑼植嫉闹行臉O限定理和德莫佛-拉普拉斯定理。
6. 數(shù)理統(tǒng)計的基本概念
(1)理解總體、個體、樣本和統(tǒng)計量的概念。掌握直方圖的作法,樣本平均值和樣本方差的
計算。
?。ǎ玻┝私夥植?、t分布、F分布的定義,并會查表計算。
?。ǎ常┝私庹龖B(tài)總體的某些常用統(tǒng)計量的分布。
7. 參數(shù)估計
?。ǎ保├斫恻c估計的概念。了解矩估計法(一階、二階)與極大似然估計法。了解估計量的評
選標準(無偏性、有效性、一致性)。
?。ǎ玻├斫鈪^(qū)間估計的概念。會求正態(tài)總體的均值與方差的置信區(qū)間。
8. 假設(shè)檢驗
(1)理解假設(shè)檢驗的基本思想,掌握假設(shè)檢驗的基本步驟,知道假設(shè)檢驗可能產(chǎn)生的兩類錯
誤。
?。ǎ玻┱莆諉蝹€和兩個正態(tài)總體的均值與方差的假設(shè)檢驗。
(3)掌握關(guān)于總體分布假設(shè)的x2檢驗法。
四、各章內(nèi)容的重點、難點、深度和廣度
本大綱所列內(nèi)容對概念、理論從高到低用“理解”、“了解”、“知道”三級區(qū)分,對運算、方法從高到低用“熟練掌握”、“掌握”、“會”或“能”三級區(qū)分,“熟悉”一詞相當于“理解”并“熟練掌握”。
“理解”及“熟練掌握”的內(nèi)容是重點難點,教師必須講深講透,并采用啟發(fā)法教學。
討論隨機現(xiàn)象有二個途徑: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立性、概率的數(shù)學性質(zhì),計算公式等;二是引進隨 機變量的概念,討論隨機變量的分布及數(shù)字特征。第一部分的內(nèi)容是重點,也是難點,它是概率論的基礎(chǔ),搞好古典概型的教學非常重要。第二部分內(nèi)容,著重掌握分布函 數(shù)的概念與性質(zhì),隨機變量的概率密度的概念與性質(zhì)。重點講授數(shù)字特征的性質(zhì)與計算。
參數(shù)估計與假設(shè)檢驗是本課程的基本部分,是重點。在參數(shù)估計中,又以極大似然估計法和單個正態(tài)總體均值與方差的區(qū)間估計為重點。在假設(shè)檢驗中,以單個正態(tài)總體的均值與方差的假設(shè)檢驗為重點。
統(tǒng)計量的分布即x2分布、t分布、F分布較抽象,是難點。
五、學時分配的建議
教學環(huán)節(jié)教學時數(shù)教學內(nèi)容 | 講 課 | 習題課 | 小 計 | 最低作業(yè)量 |
隨機事件與概率 | 8 | 8 | 20 | |
隨機事件及其分布 | 6 | 2 | 8 | 18 |
隨機向量及其分布 | 6 | 6 | 16 | |
隨機變量的數(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)計基本概念 | 4 | 4 | 6 | |
參數(shù)估計 | 6 | 1 | 7 | 14 |
假設(shè)檢驗 | 4 | 4 | 12 | |
總計 | 40 | 5 | 45 | 100 |
六、指定教材及教學參考書
1. 指定教材:概率論與數(shù)理統(tǒng)計(第二版),盛驟等編,高等教育出版社,1989年8月
2. 教學參考書:
?。ǎ保└怕收摚瑥偷┐髮W編,人民教育出版社,1979年
?。ǎ玻?shù)理統(tǒng)計,汪榮鑫著,西安交通大學出版社,1986年
(3)概率論及數(shù)理統(tǒng)計(第二版),王福保等編著,同濟大學出版社,1988年6月
?。ǎ矗└怕收撆c數(shù)理統(tǒng)計習題全解,劉國華等編,中國林業(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,中山大學數(shù)學力學系編,高等教育出版社,1980年7月
七、其它說明
概率論與數(shù)理統(tǒng)計學是兩個有密切聯(lián)系的學科。大體上可以說:概率論是數(shù)理統(tǒng)計學的基礎(chǔ),而數(shù)理統(tǒng)計學是概率論的重要應(yīng)用。學習本課程必須具備初等微積分及少量矩陣知識。
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