蔣瑞祥
(安徽省合肥市新華學院國際教育學院,安徽 合肥 230088)
針對隨機現(xiàn)象統(tǒng)計規(guī)律進行分析的學科就是數(shù)理統(tǒng)計學、概率論,能夠更好地歸納、演繹統(tǒng)計規(guī)律。當下在各個領域均涉及了數(shù)理統(tǒng)計原理及概率論,包括醫(yī)學、交通等。本研究主要針對概率論和統(tǒng)計學進行了概述,并對概率論與統(tǒng)計學今后的發(fā)展進行了總結(jié)。
要學習與概率有關的知識,首先要知道事件的定義與分類及與它們有關的運算性質(zhì):
試驗過程中對均勻硬幣進行投擲,隨機事件為正面朝上,假定A={正面向上}。
試驗樣本點就是隨機試驗下的各也會出發(fā)生的試驗結(jié)果,表示成ωi。若Ω為試驗樣本空間,也就是所有樣本點集合,Ω={ω1,ω2,…,ωn,…}。復核事件就是包括很多樣本點的隨機事件,而基本事件就是包括獨立樣本點的隨機事件[1]。
基于隨機試驗下,多個基本事件共同構(gòu)成了隨機事件。A為Ω的隨機子集,也叫作隨機事件。若存在A事件下的樣本,那么就可能出現(xiàn)A事件。假設E試驗下的基數(shù)點出現(xiàn)次數(shù)為A,其作為隨機事件,能夠表達為樣本點集合,則A={1,3,5},其作為子集屬于Ω。而基于W試驗內(nèi),若燈泡使用時間>1000h為隨機事件B,能夠表達為樣本點集合,且B={t|t>1000},那么Ω子集也就是B。
所以基于理論層面中,E試驗中的相應Ω子集就是E下的隨機事件。進行試驗的過程中,該子集內(nèi)出現(xiàn)樣本點的情況下,那么就表示發(fā)生了該事件。
若隨機事件是Ω下的單點子集,可以表示成{ω},其中僅涵蓋了ω獨立樣本點,則其也可以叫作基本事件。
假設A試驗內(nèi)正面向上基本事件為{H};B試驗內(nèi)投擲點數(shù)是3這一基本事件可以表示成{3},而C試驗內(nèi)測量誤差為0.5基本事件可以表示成{5}。
數(shù)學期望表示為E,定義是離散隨機變量所有可能數(shù)值同相應概率(P)相乘并相加所得的結(jié)果。若隨機變量的取值范圍有限,為x,y,z,...,那么可以將其稱作是離散型隨機變量?;诟怕收摗⒔y(tǒng)計學理論基礎,離散型隨機變量的期望值為試驗各結(jié)果可能發(fā)生的概率與結(jié)果相乘所得之和[2]。即為機會不變的情況下,根據(jù)隨機試驗內(nèi)結(jié)果反復出現(xiàn)結(jié)果的平均值,就是期望值。但是通常定義的期望同期望值存在很大的差異,期望值可能也表示各結(jié)果均不同。變量輸出值的平均值即為期望值,可能在變量輸出值集合之外。
基于數(shù)理統(tǒng)計、該理論定義下,隨機變量及數(shù)學期望二者的偏離性就是方差。解決問題的過程中,通常都會運用到方差進行分析。期望值、實際值差值的平方期望值就是方差,而其平方根就是標準差。
最初在賭博領域形成的概率論,經(jīng)過不斷的發(fā)展,當前已經(jīng)在生活工作中得到廣泛的應用?!稒C遇的原理》《分析概率論》等著作的發(fā)布對概率論的發(fā)展起到了極大的推動作用,安德列·柯爾莫哥洛夫還針對概率論提出了系統(tǒng)化的公理體系,進一步完善得了概率論的發(fā)展框架結(jié)構(gòu)[3]。作為現(xiàn)代數(shù)學領域的重要內(nèi)容,概率論涵蓋了抽象化的理論知識,具有較強的實踐性,也帶動和促進了數(shù)理統(tǒng)計學的發(fā)展。
在科學技術、經(jīng)濟和工農(nóng)業(yè)發(fā)展等多個領域均涉及到概率統(tǒng)計,相關知識和原理在下述方面發(fā)揮著重要作用:(一)可靠性估計廣泛應用于制造衛(wèi)星火箭、研發(fā)電子系統(tǒng);(二)概率論廣泛應用于預測/控制人口數(shù)量、預測地震、氣象預測等方面;(三)信息論在通信方面占據(jù)著重要位置;(四)假設檢驗廣泛應用于新藥品臨床實驗、抽樣檢測產(chǎn)品;(五)借助馬爾可夫鏈分析化學反應時變率;(六)數(shù)據(jù)處理、實驗設計在最佳生產(chǎn)方案方面有著廣泛應用;(七)多變量非線性系統(tǒng)可以用來分析傳染病傳播,并借助構(gòu)建的生滅型隨機模型來分析生物群體生長狀況;(八)時間序列法廣泛應用于分析太陽黑子改變規(guī)律性;(九)一類概率模型在控制貨物存儲量、裝卸船舶、患者候診等服務系統(tǒng)方面發(fā)揮著重要作用,利用排隊論進行分析。
門類、層次較多是現(xiàn)代統(tǒng)計學的顯著特征,發(fā)揮定量分析法的優(yōu)勢,能夠推動科研進展。在實踐應用的過程中會因為領域差異而有所不同,自然學科中概率統(tǒng)計論的應用逐步擴大和延伸。雖然運用的基礎法相一致,但是因為統(tǒng)計地理學、保險及生物統(tǒng)計的學科特征存在很大差異,概率統(tǒng)計法在經(jīng)濟穩(wěn)定增長、最優(yōu)決策方面應用廣泛。在杰文斯看來,促進人們生活發(fā)展的關鍵就是概率論,再缺少概率估計的情況下,人們根本無法進行有序的生產(chǎn)生活;而且普拉斯也曾表示:概率問題是人們在日常生活中經(jīng)常會遇到的[4]。在實踐性的科研過程中,經(jīng)過不斷的積累,才逐漸形成了現(xiàn)代統(tǒng)計方法,概率論得以逐步發(fā)展,所以應將概率論在內(nèi)的多種數(shù)理工具予以重視,將其同實際遇到的問題結(jié)合起來,從而解決問題,發(fā)揮概率論的實踐性作用。
綜上所述,作為生命力強、實踐性明顯的學科,統(tǒng)計學應在社會發(fā)展的過程中不斷進步和完善,不斷向其他科學方式進行學習和借鑒,使統(tǒng)計學方法更加豐富多樣,從而延伸到不同領域,將統(tǒng)計學方法的作用和優(yōu)勢充分地發(fā)揮出來,最終實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。