加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

频率的极限是概率吗?

(2011-12-02 09:50:48)
标签:

数学教育

文化

杂谈

分类: 数学故事
如果我们重复观察n次,某事物出现了m次,比值μn=m/n,称为该事物出现的频率。频率可以作为该事物出现可能性大小的一种度量,也就是说:频率越大,该事物出现的可能性越大;频率越小,该事物出现的可能性越小。我们发现靠重复观察获得的频率值,并不是一成不变的,即使重复观察的次数n不变,每作n次观察,得到的频率也是不一样的。但加大观察次数n,每次观察得到的频率相差值会不大,甚至越来越接近,会稳定于某一个常数值。这种现象屡见不鲜,比比皆是,这种现象说明了什么?能说频率的极限是这个常数值吗?


让我们看一个传统的、具体的例子。比如掷一枚硬币,硬币材质是均匀的,两面有不同的图案,一面是牡丹花,另一面是币值。每掷一次硬币可能出现花面,也可能出现字面。如果掷100次硬币,花面出现了46次,我们说花面出现的频率是46%。后来又掷硬币100次,花面出现了51次,这时得到花面出现的频率却是51%。这就是我们前面所说的;“频率可作为事物出现可能性的度量,频率随不同观察有变化”。
如果加大掷硬币的次数,看看频率有何变化?历史上不少人已做过这样的实验,有这样的实验记录:蒲丰掷硬币4040次,花面出现2048次,算出频率为0.5069K·皮尔逊掷硬币12000次,花面出现6019次,算出频率为0.5016;又一次K·皮尔逊掷硬币24000次,花面出现12012次,算出频率为0.5005.
好了,你也可以作此实验,只要不厌其烦,你可以掷硬币一百万次、一千万次,……,记录下花面出现的次数,可算出每次花面出现的频率。你可以发现花面出现的频率,越来越接近1/2 .在《概率论》中,就把1/2称为硬币花面出现的概率。
这种给出一事件出现概率的方法,称为事件的概率统计定义。
曾经有位数学家冯·米赛斯说,频率μn=m/n的极限就是概率p,并记成
            

 

 

 
limμn=p.
这种说法及记法实际上是错误的,这是因为我们所说的数列{an}的极限,其中数列的各项an都是确定的数,an随着n的无限增大越来越靠近一个常数A,这个常数A就是该数列的极限,这时才可用极限符号“lim”表达,即
              
 

 
liman=A
 而频率μn=m/n,它不是确定的数,其中m可取012,……,n中的任一个值,而且取每个值的可能性并不一样。比如当掷硬币100次时,m4849505152等的可能性远远大于m012,及9899100 的可能性。这种不确定的数,称为随机数(或随机变量),随机数列{μn}n无限增大的变化趋势,怎能用确定数数列的极限来描述呢?因为不排除μn=m/n在变化的取值中,m01,……及……,99100等极端值,而使频率μn远远偏离概率值p.显然,冯·米赛斯的做法犯了错误。
在《概率论 》的发展中,后来能精确描述频率与概率关系的是“大数定律”和依概率收敛的概念,由数学家贝努利解决,他给出的贝努利定律以严格的数学形式,表达了频率的稳定性,这就是当n无限增大时,事件发生的频率与概率有较大偏差的可能性很小, 这涉及专门的数学知识,就不能多叙述了。

0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
后一篇:人生要有追求
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有