为什么不能说概率是频率的极限?
这个问题很有趣,确实不是玩文字游戏,更应该理清楚概率和频率的关系。如果去问高中生,概率是频率的极限吗?他们应该会说不知道,因为高中根本没有学习过极限,当然不能回答“是”或“不是”的问题,更不要说理由了。
但是,可能是人们在实际应用中总是用频率作为概率近似值的缘故,也可能是应用者粗知频率逼近概率的原理,进而造成在很多场合都听见别人讲“概率是频率的极限”,其实这种说法不对,为什么呢?
在高中阶段,人教A版必修二教材已经说得很清楚,利用随机模拟试验进行了如下说明:
设试验次数为,考察事件为,事件发生的频数为和频率,可以发现:
(1)试验次数相同,频率可能不同,这就说明随机事件发生的频率具有随机性。
(2)频率会在某个常数附近波动。当试验次数较少时,波动幅度较大;当试验次数较大时,波动幅度较小。但试验次数多的波动幅度并不全都比次数少的小,只是波动幅度小的可能性更大。
最后得到,大量的试验表明,随着试验次数的增大,事件发生的频率会稳定在常数附近,就称频率的这个性质为频率稳定性,且事件发生的概率为
即用频率来估计概率。那为什么可以用频率来估计概率呢?因为由“伯努利定理”中的大数定律告诉我们:若在一系列独立试验中,事件发生的概率为,则对,有
其中为次试验中事件发生的次数。先剖析①式,是频率,是概率,表示频率与概率相差较大,这是一个事件。①式说明这个事件的概率趋于0。
因此,①式的意思说俗话就是:当试验次数趋于无穷时,事件的频率与概率相差较大的可能性趋于0。
而错误认为概率时频率的极限则认为
显然,①式和②式不一样,只要按照极限的定义去考察就能明白其中的不同。因此,不能说概率是频率的极限。
以上就是今天的为什么,欢迎大家留言交流讨论。