13.5

频率与概率

理解大量重复试验中频率的稳定性。

12 分钟概率
本文章目录

01 · 出发点

从重复试验的频率认识概率

概率是随机机制的理论特征,频率是有限次试验中事件实际发生的比例。重复次数增加时,频率通常在概率附近波动并逐渐表现出稳定性。

稳定并不意味着频率从某次以后不再变化,也不保证每一段试验都很接近概率;它描述的是大量重复下总体趋势。

02 · 概念

频率的随机波动与稳定性

在 n 次相同条件的独立重复试验中,事件 A 发生 m 次,其频率 fn(A)=m/n。频率随试验结果变化,概率 P(A) 在模型给定后固定。

当 n 很大时,可用频率近似估计未知概率。样本量越大,通常波动越小,但一次观测的频率仍不必等于概率。

03 · 方法

用重复试验估计概率

  1. 01

    保持试验条件和事件定义一致,记录试验总次数 n 与事件发生次数 m。

  2. 02

    计算累积频率 m/n,并在不同 n 下比较其波动,而不是只挑某一段数据。

  3. 03

    报告估计值同时说明试验次数、随机机制和可能的系统偏差。

04 · 例题

把方法落到具体问题

1观察硬币正面频率的稳定

公平硬币试验中,前 100、1000、10000 次累计出现正面 43、486、5008 次。计算频率并比较与 0.5 的差。

  1. 1

    三次累计频率分别为 43/100=0.43、486/1000=0.486、5008/10000=0.5008。

  2. 2

    它们与理论概率 0.5 的绝对差分别为 0.07、0.014、0.0008。

  3. 3

    该组记录中,试验次数增加时累计频率更靠近 0.5,但每次具体序列仍具有随机性。

05 · 辨析

容易忽略的条件与边界

回看

本节小结

  • 频率由试验数据计算,概率刻画随机机制。
  • 大量重复时频率通常在概率附近稳定。
  • 用频率估计概率应同时报告试验次数。