| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
VAR-1 | VAR-1.F |
|
概率、随机变量与概率分布
AP 统计学 · 第 4 主题
4.1
统计学导论:随机与非随机模式?
大纲
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
某件事是随机(random)的,若个体结果不确定但在许多次重复上出现一个规则的模式。短期结果看起来无规律;长期相对频率稳定下来。这个长期稳定性正是使概率有用的东西。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| random | 随机 | suí jī |
4.2
用模拟估计概率
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
UNC-2 | UNC-2.A |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个模拟(simulation)用随机数字或技术模仿一个机会过程。步骤:陈述模型、把数字分配给结果、运行许多次试验,并记录满足条件的试验的比例。所得的比例估计这个概率——更多试验给一个更好的估计。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| simulation | 模拟 | mó nǐ |
4.3
概率导论
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
VAR-4 | VAR-4.A |
|
VAR-4.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个事件的概率(probability)是一个从 $0$ 到 $1$ 的数字,给出它的长期相对频率。样本空间(sample space)是所有结果的集合。对于一个事件 $A$,补(complement)法则:$P(A^c)=1-P(A)$。所有结果的概率求和为 $1$。

Explore probability with dice
Probability is the long-run fraction of times an outcome happens. Roll the dice many times and watch the experimental proportions settle toward the theoretical values.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| probability | 概率 | gài lǜ |
| sample space | 样本空间 | yàng běn kōng jiān |
| complement | 补 | bǔ |
4.4
互斥事件
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
VAR-4 | VAR-4.C |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
两个事件是互斥(mutually exclusive)(不相交)的,若它们不能同时发生。那么加法法则简化:

| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| mutually exclusive | 互斥 | hù chì |
4.5
条件概率
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
VAR-4 | VAR-4.D |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
$A$ 给定 $B$ 的条件概率(conditional probability)是

Update a probability on new information
Conditional probability $P(B\mid A)$ is the chance of $B$ once you know $A$ happened. Change the branch probabilities and watch how conditioning reshapes the outcome.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| conditional probability | 条件概率 | tiáo jiàn gài lǜ |
4.6
独立事件与事件的并
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
VAR-4 | VAR-4.E |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
事件是独立(independent)的,若知道一个不改变另一个的概率:$P(A\mid B)=P(A)$。那么乘法法则简化:

Combine events with a Venn diagram
For a union $P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)$ — you subtract the overlap so it isn't counted twice. Switch the operation to see each region light up.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| independent | 独立 | dú lì |
4.7
随机变量与概率分布导论
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
VAR-5 | VAR-5.A |
|
VAR-5.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个随机变量(random variable)给一个机会过程的每个结果分配一个数字。一个概率分布(probability distribution)列出每个可能的值连同它的概率(它们求和为 $1$)。一个分布能是离散的(一个值的表)或连续的(一个曲线下面积模型,像正态)。
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| random variable | 随机变量 | suí jī biàn liàng |
| probability distribution | 概率分布 | gài lǜ fēn bù |
4.8
随机变量的均值与标准差
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
VAR-5 | VAR-5.C |
|
VAR-5.D |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个离散随机变量的均值(期望值)(expected value)是概率加权的平均:
Worked example. 一个游戏以概率 $0.2$ 付 $\$5$,而以概率 $0.8$ 花你 $\$1$(一个 $-1$ 结果)。期望值是
4.9
组合随机变量
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
VAR-5 | VAR-5.E |
|
VAR-5.F |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
当你相加或相减随机变量时,均值相加:$\mu_{X\pm Y}=\mu_X\pm\mu_Y$。若 $X$ 和 $Y$ 独立,方差相加(即使相减时):
4.10
二项分布导论
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
UNC-3 | UNC-3.A |
|
UNC-3.B |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个二项(binomial)情形(BINS):一个固定数目 $n$ 的独立(Independent)试验,每个有两个结果(成功/失败)和相同的成功概率 $p$。随机变量 $X=$ 成功的次数。它的概率:

Shape a binomial distribution
A binomial distribution counts successes in $n$ independent trials each with probability $p$. Change $n$ and $p$ and watch the bars shift and spread.
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| mean (expected value) | 期望值 | qī wàng zhí |
| binomial | 二项 | èr xiàng |
4.11
二项分布的参数
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
UNC-3 | UNC-3.C |
|
UNC-3.D |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
对于一个有 $n$ 次试验和成功概率 $p$ 的二项 $X$:
Worked example. 一个球员命中 $70\%$ 的罚球。在 $n=10$ 次投篮里,恰好 $8$ 次命中的概率是
4.12
几何分布
大纲
| Enduring Understanding | Learning Objective | Essential Knowledge |
|---|---|---|
UNC-3 | UNC-3.E |
|
UNC-3.F |
| |
UNC-3.G |
|
来源:美国大学理事会 AP 课程与考试说明
一个几何(geometric)情形与二项相同但没有固定的 $n$:你持续尝试直到第一次成功。随机变量 $Y=$ 第一次成功的试验:
| 英文 | 中文 | 拼音 |
|---|---|---|
| geometric | 几何 | jǐ hé |
4.12
考试技巧
- 一个概率落在 $[0,1]$ 里;用补($1-P$)并相加互斥事件。
- 对独立事件相乘;对"与/或"用一般的加法和条件法则。
- 期望值 = $\sum(\text{value}\times\text{probability})$。
- 辨认二项(固定 $n$、两个结果、恒定 $p$)和几何情形。
- 对多阶段问题画一个树或表并沿分支相乘。
本主题的互动课程
逐步学习,并即时检测练习。