Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

a_problembook

.pdf
Скачиваний:
288
Добавлен:
03.05.2015
Размер:
465.26 Кб
Скачать

P(3 ≤ ξ ≤ 1) = P(3) + P(1) + P(0) = 0, 1 + 0, 3 + 0, 1 = 0, 5.

12.5. Из урны, содержащей 5 белых и 25 черных шаров, вынули один шар. Рассмотрим случайную величина ξ — число вынутых белых шаров, которая может принимать два значения ξ = 0 — не вынут белый шар (вынут чёрный) и ξ = 1 — вынут белый шар. Составить ряд распределения, найти функцию

распределения и плотность вероятности случайной величины ξ.

 

 

 

 

 

 

 

1,

1

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

x < 0

 

 

 

 

 

ξ

0

1

; Fξ(x) =

5/6,

0

x < 1

= 65 u(x) + 61 u(x

 

1);

 

P

5/6

1/6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) = 65 δ(x) + 61 δ(x − 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.6. Составить ряд распределения и найти функцию распределения числа попаданий мячом в корзину при четырёх бросках, если вероятность попадания

при одном броске равна 0,6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ1

 

0

 

1

 

2

 

 

3

 

4

,

 

 

 

P

 

0, 0256

 

0, 1536

0, 3456

 

0, 3456

0, 1296

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

0, 6i 0, 43−i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

(x) =

 

Ci

u(x

i)

= 0, 0256 u(x) + 0, 1536 u(x

1) +

 

ξ1

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+0, 3456 u(x − 2) + 0, 3456 u(x − 3) + 0, 1296 u(x − 4).

12.7. Из партии в 25 изделий, среди которых 5 бракованных, взяты 3 изделия. Найти ряд и функцию распределения числа бракованных изделий в выборке.

 

 

ξ

 

0

 

 

 

1

 

2

 

 

3

 

 

, Fξ(x) =

3

i

1

i

4

3−i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

u(x − i) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C3

5

 

5

 

 

 

P

64/125

 

48/125

 

12/125

 

1/125

 

=0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( ) ( )

 

 

64

u(x) +

48

u(x

1) +

12

u(x

2) +

1

u(x

3).

i

 

 

 

125

125

125

125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.8. Два баскетболиста поочерёдно бросают мяч в кольцо, выигрывает тот, кто первым попадёт. Пусть случайная величина ξi — число бросков i-го игрока (i = 1, 2). Найти ряды распределения и написать функции распределения случайных величин ξ1 и ξ2, если вероятности их попадания равны соответственно

0,4 и 0,7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ1

 

1

2

. . .

n

 

 

 

. . .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, Fξ1 (x) = 0, 6n−1 · 0, 4 · u(x − n).

 

P

0, 4

0, 24

. . .

0, 6n−1

·

0, 4

. . .

 

ξ1

 

1

2

. . .

n

 

 

. . .

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

 

 

 

, Fξ1 (x) = n=10, 3n−1 · 0, 7 · u(x − n).

 

P

0, 7

0, 21

. . .

0, 3n−1 · 0, 7

. . .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

распределения

 

12.9. Случайная величина

ξ

задана функцией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) =

ax,

0

x < 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти а) коэффициент a и построить функцию Fξ(x); б) найти плотность вероятности fξ(x) и построить её график; в) P(12 ≤ ξ ≤ 32 ).

а) a = 1/2;

31

 

 

 

 

 

0, x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) fξ(x) =

21 , 0

 

x < 2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0, x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) P(21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ ≤

23 ) = P(21 < ξ ≤ 23 ) = P({ξ ≤ 23 } r {ξ ≤ 21 }) =

3

 

 

3

 

 

 

3

 

3

 

 

3

 

 

 

P(ξ ≤ 2 ) P(ξ ≤ 2 ) = Fξ(

2 ) − Fξ(2 ) =

4 .

 

 

 

12.10. Случайная величина ξ задана функцией распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) =

21 x + 21 , 0

x < 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построить функцию

F (x)

найти плотность вероятности f

(x) и медиану слу-

 

ξ

 

,

 

 

 

 

 

 

ξ

 

чайной величины ξ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 δ(x),

 

x

0

 

, медиана x = 0.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ,

 

 

0 < x < 1

 

 

 

 

 

0,

 

 

x ≥ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

12.11.

Случайная величина ξ задана функцией распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) =

32 x + 31 , 0

x < 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построить функцию

F (x)

найти плотность вероятности f

(x) и медиану слу-

 

ξ

 

,

 

 

 

 

 

 

ξ

 

чайной величины ξ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 δ(x),

 

x

0

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

 

3

 

 

 

 

 

 

, медиана x = 4 .

 

 

3 ,

 

 

0 < x < 1

 

 

 

 

 

0,

 

 

x ≥ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

12.12.

Случайная величина ξ задана функцией распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) =

1 x

 

3

x <

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

+ 4 , 0

1

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

x ≥

2

 

(x) и медиану слу-

Построить функцию

F (x)

найти плотность вероятности f

 

ξ

 

,

 

 

 

 

 

 

ξ

 

чайной величины ξ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 δ(x),

 

x

 

0

 

, медиана x = 0.

 

 

 

 

1

 

 

 

x < 1

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

2 ,

 

 

0 <

1

2

 

 

 

 

 

0,

 

 

x ≥

2

 

 

 

 

 

 

 

 

12.13.

Случайная величина ξ задана функцией распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) = ax2, 0 x < 3 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

x 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти коэффициент a и построить функцию Fξ(x); найти плотность вероятности fξ(x) и построить её график; найти медиану; найти P(12 ≤ ξ ≤ 32 ).

32

 

 

 

 

 

 

 

0,

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = 1/9; fξ

(x) =

92 x,

0

x < 3 ;

медиана

3

2

 

2, 12; P(21

ξ

23 ) =

 

2

 

 

 

 

 

 

 

0,

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(21 < ξ

 

23 ) = P(

ξ ≤

23 } r {ξ ≤ 21 }) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3{

 

 

 

3

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(ξ ≤ 2 ) P(ξ

2 ) = Fξ(

2 ) − Fξ(2 ) = 4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.14. Случайная величина ξ задана функцией распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

)

 

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

41

(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) =

 

x2

+ 3 , 0

 

x < 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построить функцию

F

(x)

найти плотность вероятности f

(x) и построить её

 

ξ

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ

 

 

 

 

 

график; найти медиану.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

δ(x), x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

2 x, 0 < x < 1 ;

медиана 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

x ≥ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.15.

Случайная величина ξ задана функцией распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) =

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

(x + 1) , 0 < x < 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

x ≥ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построить функцию

F

(x)

найти плотность вероятности f

(x) и построить её

 

ξ

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ

 

 

 

 

 

график; найти медиану.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

δ(x),

 

 

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

3

,

 

 

 

0 < x < 1 ;

медиана 1/2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 δ(x − 1), x ≥ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.16.

Случайная величина ξ задана функцией распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) =

 

0,

 

 

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 x + 2

, 0 < x < 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

x ≥ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построить функцию

F

(x)

найти плотность вероятности f

(x) и построить её

 

ξ

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ

 

 

 

 

 

график; найти медиану.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

δ(x),

 

 

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

2

,

 

 

 

0 < x < 1 ;

медиана 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 δ(x − 1), x ≥ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.17.

Случайная величина ξ задана функцией распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) =

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

(x + 2) , 0 < x < 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построить функцию Fξ(x); найти плотность вероятности fξ(x) и построить её график; найти медиану.

33

 

1

 

 

 

 

 

1

δ(x),

x

0

 

1

 

 

 

fξ(x) =

3

,

0 < x < 1 ; медиана 1.

6

 

2 δ(x − 1), x ≥ 1

Случайная величина ξ задана функцией распределения

12.18.

 

Fξ(x) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

x

0

 

 

1

(

1

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x + 3 , 0 < x < 1 .

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

x

 

 

1

Построить функцию Fξ(x); найти

плотность вероятности fξ(x) и построить её

график; найти медиану.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

δ(x),

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

6

,

0 < x < 1 ;

медиана 1/2.

3

 

2 δ(x − 1), x ≥ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Случайная величина ξ задана функцией распределения

12.19.

 

 

Fξ(x) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

x

0

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

2 x + 3

, 0 < x < 1 .

 

 

 

 

 

 

1,

 

x ≥ 1

 

Построить функцию Fξ(x); найти

плотность вероятности fξ(x) и построить её

график; найти медиану.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

δ(x),

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

3

,

0 < x < 1 ;

медиана 1/3.

3

 

6 δ(x − 1), x ≥ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Случайная величина ξ задана функцией распределения

12.20.

 

 

Fξ(x) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

x

0

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

6 x + 2

, 0 < x < 1 .

 

 

 

 

 

 

1,

 

x ≥ 1

 

Построить функцию Fξ(x); найти

плотность вероятности fξ(x) и построить её

график; найти медиану.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

δ(x),

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

2

,

0 < x < 1 ;

медиана 0.

 

6

 

 

3 δ(x − 1), x ≥ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Случайная величина ξ задана функцией распределения

12.21.

 

 

Fξ(x) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

x

0

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

3 x + 6

, 0 < x < 1 .

 

 

 

 

 

 

1,

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построить функцию Fξ(x); найти плотность вероятности fξ(x) и построить её график; найти медиану.

34

 

1

δ(x),

x 0

 

6

 

fξ(x) =

1

,

3

0 < x < 1 ; медиана 2/3.

 

1

δ(x − 1), x ≥ 1

 

2

12.22. Найти плотность вероятности, медиану и моды непрерывной случай-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ной величины ξ, заданной функцией распределения

 

 

 

 

 

 

0,

x < a

 

 

 

 

 

Fξ(x) =

 

xbaa

, a ≤ x ≤ b .

 

 

 

 

 

 

1,

x > b

 

0,

 

x < a

 

 

 

 

fξ(x) =

 

 

1

,

a ≤ x ≤ b , медиана x =

a+b

, мод нет.

b

a

2

 

0,

x > b

 

 

 

 

 

12.23. Найти параметры a и b, плотность вероятности, медиану и моды непрерывной случайной величины ξ, заданной функцией распределения

Fξ(x) = a + b arctan x.

a = 12 , b = π1 , fξ(x) = π1 · 1+1x2 , медиана x = 0, одна мода x = 0.

12.24. Найти параметры a и b, плотность вероятности, медиану и моды непрерывной случайной величины ξ, заданной функцией распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

x < −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) = a + b arcsin x,

1 ≤ x ≤ 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

 

 

 

 

x > 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

x <

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a = 21 , b = π1 , fξ(x) =

π

·

 

 

 

,

1 < x < 1 , медиана x = 0, мод нет.

1

x2

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

x > 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.25. Найти

плотность вероятности, медиану и моды непрерывной случай-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ной величины ξ, заданной функцией распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ

(x) =

 

0,

 

(

 

 

)

x < 0

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{

1

 

 

exp

 

 

, x

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2σ2

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) = {

 

 

 

 

 

 

x ≥ 0 , медиана x = σ

 

, мода x = σ.

x

exp

x2

 

,

2 ln 2

σ2

2σ2

 

 

каком значении параметра α функция f (x) =

α 2 является

12.26. При

 

 

(

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+x

плотностью вероятности некоторой непрерывной случайной величины ξ. Найти её функцию распределения, медиану и моды.

α = 1

, Fξ(x) = 1

+ 1

arctan x, медиана x = 0, мода x = 0.

 

 

π

2

π

 

 

 

12.27. При каком значении параметра α функция fξ(x) = {

0,

x < 0

αe−αx,

x ≥ 0

является плотностью вероятности некоторой непрерывной случайной величины ξ. Найти её функцию распределения, медиану и моды.

35

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α > 0, Fξ(x) = { 1 − e−αx, x ≥ 0 , медиана x = lnα2 , мода x = 0.

 

 

 

 

 

12.28. При каком значении параметра α функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

x < −b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b ≤ x ≤ −a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

0,

 

a < x < a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α,

 

a

 

 

x

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

x > b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

некоторой непрерывной случайной величины

является плотностью вероятности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ. Найти её функцию распределения, медиану и моды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,x+b

 

 

 

 

 

x < −b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

−b ≤ x ≤ −a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(b−a)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α =

 

1

 

, Fξ(x) =

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a , медиана x = 0, мод нет.

 

 

2 ,

 

 

 

 

 

 

 

a < x <

2(b

a)

a

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

,

a

x

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(b

a)

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

 

 

 

x > b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

(x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a)

 

 

 

 

 

 

 

значении параметра α функция f (x) =

 

 

 

exp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

12.29. При каком

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ

 

α2π

 

2σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

является плотностью вероятности некоторой непрерывной

случайной величи-

 

 

 

 

(

 

 

)

ны ξ. Найти её функцию распределения, медиану и моды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

x

 

 

 

 

 

 

 

(x−a)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞ exp (

 

) dx, медиана x = a, мода x = a.

 

 

 

 

α = σ, Fξ(x) =

σ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2σ2

 

 

 

 

2π

 

 

 

 

 

 

12.30. Проверить,

что функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

x < 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

x

 

 

21

, 1 ≤ x ≤ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

x > 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

является плотностью вероятности некоторой непрерывной случайной величины

ξ. Найти её функцию распределения, построить график и найти медиану.

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

x < 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fξ(x) =

21 (x2 − x),

 

1 ≤ x ≤ 2 ,

медиана

1+

5

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

 

 

 

x > 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12.31.

Проверить, что функция

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

21 sin x,

 

0 ≤ x ≤ π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

x > π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

является плотностью

вероятности некоторой непрерывной случайной величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ. Найти её функцию распределения, построить график, найти медиану и найти

P(0 < ξ < π/4).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

x < 0

 

 

 

 

 

 

21 (1 cos x),

1 ≤ x ≤ 2 ,

медиана π/2, (2

 

 

0, 5858.

Fξ(x) =

2)/4

 

 

1,

x > π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

12.32. а) При каком значении параметра α функция

fξ(x) = {

0,

x < 0

,

αx2e−λx, x ≥ 0

где λ > 0, является плотностью вероятности некоторой непрерывной случайной величины ξ. б) Найти её функцию распределения и построить график. в) Найти

P(0 < ξ < 1).

 

α =

λ3

 

F

(x) = 1

 

1

(λ2x2

+ 2λx + 2)e−λx

 

F ( 1 )

 

F (0) =

λ

 

а)

 

; б)

; в)

2e.

2

ξ

 

2

 

 

ξ λ

ξα

12.33. а) При каком значении параметра α функция fξ(x) = ex+e x является плотностью вероятности некоторой непрерывной случайной величины ξ.

б) Найти её функцию распределения и построить график.

в) Найти того, что в двух независимы измерениях ξ примет значения меньшие единицы.

 

2

 

 

2

 

2

 

4

 

2

 

а) α =

 

;

б) Fξ(x) =

 

;

в) (Fξ(1))

=

 

arctan

 

e 0, 6015.

π

π(ex+e x)

π2

 

§13. Начальные и центральные моменты случайных величин

13.1. Ряд распределения случайной величины ξ имеет вид

 

ξ

1

0

 

1

2

. Найти математическое ожидание и дисперсию.

 

P

0, 2

0, 3

0, 4

 

0, 1

 

 

 

 

 

Mξ

= 1;

Dξ =

1.

 

 

 

 

 

 

 

13.2. Дана плотность вероятности случайной величины

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

0,

 

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

α(4x

x3), 0 x < 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти параметр

α

,

математическое ожидание и дисперсию.

 

 

 

 

 

 

 

α = 1/4; Mξ = 16/15; Dξ =?.

13.3. Дана плотность вероятности случайной величины

 

0,

x <

2

h,

2

x < −1

 

 

 

 

 

 

− ≤

 

 

 

fξ(x) = 0,

1 x < 1 .

 

3h,

1

x < 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

x ≥ 2

 

Найти параметр h, математическое ожидание и дисперсию. h = 1/4; Mξ = 3/4; Dξ =?.

37

13.4. Дана плотность вероятности случайной величины

 

 

 

 

0,

x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x) =

 

2h,

0

x < 1 .

 

 

ξ

h,

1

x < 2

 

 

 

 

 

x ≥ 2

 

 

 

 

0,

Найти параметр

h

математическое ожидание и дисперсию.

,

 

 

 

 

 

h = 1/3; Mξ = 5/6; Dξ = 11/36.

13.5. Дана плотность вероятности случайной величины

 

 

0,

 

 

 

x < 2

fξ(x) =

α(x

2)(4

x), 2

x < 4 .

 

 

0,

 

x

4

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти параметр α, математическое ожидание и дисперсию. h = 3/4; Mξ = 3; Dξ =?.

13.6. Дана плотность вероятности случайной величины

{

fξ(x) =

αx,

x [0;

1] .

 

0,

x / [0;

1]

Найти параметр α, математическое ожидание и дисперсию.

α = 2; Mξ = 2/3; Dξ =?.

13.7. Баскетболист бросает мяч в корзину до первого попадания, но не более трех раз. Вероятность попадания при каждом броске равна 0,8. Случайная величина ξ — количество произведенных бросков. Найти ряд распределения, математическое ожидание и дисперсию..

ξ

1

2

3

; Mξ = 1, 24; Dξ = 0, 2624.

 

 

 

 

P

0, 8

0, 16

0, 04

 

 

 

 

 

13.8. В урне 2 белых и 3 черных шара. Наудачу вынимаются два шара. Случайная величина ξ — число белых шаров среди вынутых. Найти ряд распределения, математическое ожидание и дисперсию.

ξ

0

1

2

; Mξ = 0, 8; Dξ = 0, 36.

P

0, 3

0, 6

0, 1

 

 

 

 

 

 

13.9. На шахматную доску поставлен слон. Случайная величина ξ — число клеток, которые стоят под ударом этого слона. Найти ряд распределения,

математическое ожидание и дисперсию.

 

 

 

 

 

ξ

7

9

11

13

; Mξ =

35

= 8, 75;

Dξ = 55

= 3, 4375.

 

 

7/16

5/16

3/16

1/16

 

P

 

4

 

16

 

 

 

 

 

 

 

13.10. В группе из 10 студентов, изучающих английский язык, 8 нижегородцев и 2 иногородних. Для социологического опроса случайным образом выбирают двух студентов из этой группы. Пусть ξ — число нижегородцев среди выбранных. Найти ряд распределения, математическое ожидание и дисперсию.

38

ξ

 

 

0

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

; Mξ = 1, 6; Dξ =?.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

 

C80·C22

1

 

 

C81·C21

16

 

C82·C20

28

 

C102

 

=

45

 

 

C102

 

=

45

 

C102

 

=

45

 

13.11. Лотерея заключается в розыгрыше трех номеров из шести. Порядок выпадения выигрышных номеров не важен. Выигрыш при угадывании одного номера из трех составляет 20 рублей, двух номеров из трех - 100 рублей, всех трех номеров - 500 рублей. Найти средний выигрыш при покупке одного билета лотереи. выигрыша. Найти ряд распределения и средний выигрыш при покупке

одного билета лотереи.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ

 

 

 

0

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

500

 

 

; Mξ = 79 рублей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C0

C3

1

 

 

C1

C2

9

 

 

 

C2

C1

 

9

 

 

C3

 

C0

1

 

 

P

 

3

·3

3

=

 

 

3

·3 3

=

 

 

 

3

·3 3

=

 

 

 

3

·

3 3

=

 

 

 

 

20

 

20

 

 

20

 

 

20

 

 

 

 

C6

 

 

 

 

C6

 

 

 

C6

 

 

C6

 

 

 

13.12. Дана плотность вероятности случайной величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fξ(x) =

{

α(3x

x2),

 

x [0; 3] .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

x / [0; 3]

Найти параметр α, математическое ожидание и дисперсию.

α = 2/9; Mξ = 3/2; Dξ = 9/20.

13.13. Дана плотность вероятности случайной величины

fξ(x) =

α(6x

x2), x [0;

6] .

{

0,

x / [0;

6]

Найти параметр α, математическое ожидание и дисперсию.

α = 1/36; Mξ = 3; Dξ = 9/5.

Основные дискретные распределения

Случайная величина, имеющая конечное или счётное пространство элементарных событий, называется дискретной.

§14. Биномиальное распределение

Случайная величина ξn, имеющая конечное пространство элементарных событий Ω = {0, 1, 2, . . . , n}, подчиняется биномиальному распределению, если вероятность наступления события ξn = k определена по формуле

P(ξn = k) = Cnkpkqn−k,

где 0 < p < 1 и q = p−1. При n = 1 это распределение является распределением Бернулли. Это распределение зависит от двух параметров: n и p.

39

На практике биномиальное распределение возникает при следующих условиях. Пусть производится n независимых испытаний (опытов), в каждом из которых появляется либо событие А ("успех") с вероятностью p, либо противоположное событие A ("неудача") с вероятностью q = p−1. Случайная величина

ξn есть число "успехов появившихся при n испытаниях.

Основные числовые характеристики: Mξn = np, Dξn = npq, σ = npq. Наиболее вероятное значение, т.е. мода m , случайной величины ξn удовле-

творяет неравенству np − q ≤ m ≤ np + p.

14.1. По каналу связи по очереди независимо друг от друга передаются 5 сообщений (n = 5). Каждое сообщение искажается с вероятностью p = 0, 3. Случайная величина ξ5 — количество искаженных сообщений. Построить ряд распределения; найти Mξ5, Dξ5, σ, m , а также вероятность того, что будет искажено не менее двух сообщений, т.е. P(ξ5 2).

ξ5

0

1

2

3

4

5

 

,

P = C5k · 0, 3k · 0, 75 k

0, 168

0, 36

0, 309

0, 133

0, 028

0, 002

Mξ5 = 5 · 0, 3 = 1, 5; Dξ5 = 5 · 0, 3 · 0, 7 = 1, 05; σ =

 

 

1, 03;

1, 05

P(ξ5 2) 1 0, 168 0, 36 = 0, 472.

14.2. Вероятность того, что при трех независимых выстрелах стрелок попадет в цель хотя бы один раз, равна 0,992. Найти математическое ожидание, дисперсию и моду числа попаданий при 20 выстрелах.

ξ

31) = 1

ξ

 

<

 

= 1

C0p0

(1

p)3 = 0, 992

P( 3

P(

3

 

1)

 

3

 

3

 

. Имеем уравнение:

1 (1 − p)

= 0, 992, или (1 − p)

 

= 0, 008. Отсюда 1 − p = 0, 2, или p = 0, 8.

η20 — количество попаданий в цель при двадцати выстрелах имеет биномиальное распределение с вероятностью p = 0, 8 попадания в цель при одном выстреле. Поэтому Mη20 = 20 · 0, 8 = 16; Dη20 = 20 · 0, 8 · 0, 2 = 3, 2. Для нахождения моды воспользуемся неравенством np − q ≤ m ≤ np + p. Тогда

20 · 0, 8 0, 2 ≤ m ≤ 20 · 0, 8 + 0, 8, или 15, 8 ≤ m ≤ 16, 8. Значит m = 16.

14.3. Вероятность брака при производстве приборов составляет 10%. С какой вероятностью среди 6 приборов, взятых для контроля, окажется ровно 2 бракованных?

P(ξ6 = 2) = C62 · 0, 12 · 0, 94 = 0, 098415.

14.4. Студент может правильно решить задачу из контрольной работы с вероятностью 0,3. Какова вероятность того, что из предложенных шести задач варианта он решит ровно 4 задачи?

P(ξ6 = 4) = C64 · 0, 34 · 0, 72 = 0, 059535.

14.5. Из колоды в 36 карт 7 раз подряд наудачу выбирают карту, всякий раз возвращая её в колоду и перемешивая. С какой вероятностью ровно 5 из выбранных карт будут пиковой масти?

P(ξ7 = 5) = C5 ( 9 )5 (27 )2 0, 0115.

7 36 36

14.6. В урне 6 белых и 4 черных шара. Из нее пять раз подряд извлекают шар, причем каждый раз вынутый шар возвращают в урну и шары перемешивают. Приняв за случайную величину ξ число извлеченных белых шаров, составить ряд распределения этой величины, определить ее математическое ожида-

40

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]