Data mining использует методы машинного обучения, которое, по сути, математическая статистика и теория вероятностей.
Например, в задаче классификации один из подходов заключается в определении вероятности принадлежности объекта к каждому из классов по описанию этого объекта.
Ещё существует множество рандомизирвованных алгоритмов. Например, в quicksort'е выбирать опорный элемент можно случайно. Тогда вероятность того, что глубина рекурсии будет порядка O(n) (а, следственно, и сложность сортировки O(n²)) будет мала.