概率论作为数学的重要分支,包含了许多经典定理,这些定理为理解和应用概率论提供了理论基础。以下是概率论中广泛认可的经典定理整理,综合多个权威来源:
一、基础运算类
加法公式 若事件A与B互斥(即$P(AB)=0$),则$P(A \cup B) = P(A) + P(B)$。
条件概率公式
$P(B|A) = \frac{P(AB)}{P(A)}$,表示在事件A发生的条件下,事件B发生的概率。
乘法公式
$P(AB) = P(B|A)P(A)$,描述两个事件同时发生的概率。
二、大数定律类
伯努利大数定律
在大量重复试验中,事件A发生的频率趋近于其概率$P(A)$。
大数定律(弱/强)
- 弱大数定律: 样本均值依概率收敛于总体均值。 - 强大数定律
三、中心极限定理类
中心极限定理 大量相互独立的随机变量之和(或均值)趋近于正态分布(钟形曲线)。
四、贝叶斯定理类
贝叶斯公式
$P(B_i|A) = \frac{P(AB_i)P(B_i)}{\sum_{j=1}^n P(AB_j)P(B_j)}$,用于计算后验概率。
五、其他重要定理
全概率公式
$P(A) = \sum_{j=1}^n P(AB_j)P(B_j)$,通过子事件分解计算总概率。
乘法定理
$P(AB) = P(B|A)P(A) = P(A|B)P(B)$,描述事件关联的互补概率。
切比雪夫不等式
提供随机变量偏离均值的概率上限,即$P(|X - \mu| \geq k\sigma) \leq \frac{1}{k^2}$。
补充说明
De Finetti定理: 关于随机变量序列可交换性的理论基础。 非线性中心极限定理
这些定理覆盖了概率论的核心内容,既包含基础运算规则,也涉及复杂分布和统计推断。通过学习这些定理,可以系统掌握概率论的基本框架与方法。