6.4 Основные теоремы.

Теоремы сложения

1. Вероятность наступления хотя бы одного из несовместных событий равна сумме вероятностей этих событий:

P(A+B)=P(A)+P(B).

2. Вероятность наступления хотя бы одного из двух совместных событий равна сумме вероятностей этих событий без вероятности их совместного наступления:

P(A+B)=P(A)+P(B)–P(AB).

Теоремы умножения

Определения.

1) События называются независимыми, если вероятность наступления одного события не зависит от того, произошло другое событие или не произошло.

2) События называются зависимыми, если вероятность наступления одного из них зависит от того, произошло другое или нет.

3) Вероятность события А, вычисленная при условии, что событиеВуже произошло, называетсяусловной вероятностью, обозначается(читается: «РотАпри условии, чтоВпроизошло»).

Теорема 1. Вероятность совместного наступления двух зависимых событий равна произведению вероятности одного из них на условную вероятность другого, при условии, что первое событие уже произошло.

или

.

Теорема 2. Вероятность совместного наступления независимых событий равна произведению вероятностей этих событий.

.

Задача. Из колоды в 36 карт наудачу одну за другой вынимают две карты. найти вероятность того, что будут вынуты два валета.

Пусть А– событие, состоящее в том, что первая карта – валет;

В– событие, состоящее в том, что вторая карта – валет;

С– событие, состоящее в том, что вынуты два валета.

Тогда . СобытияАиВ– зависимые, тогда.

Полная группа событий

Если сумма событий есть достоверное событие (т. е., в результате испытания хотя бы одно из них непременно произойдет), то событияобразуютполную группусобытий. Если эти события попарно несовместны, тообразуют полную группу попарно несовместных событий.

Теорема. Если образуют полную группу попарно несовместных событий, то сумма вероятностей этих событий равна 1..

Определение.Два единственно возможных события, образующих полную группу, называютсяпротивоположными.

Или: противоположным событию Аназывается событие, состоящее в ненаступленииА(читается «неА»).

Теорема. Сумма вероятностей двух противоположных событий равна 1: .

Если , то p+q=1 .

Вероятность наступления хотя бы одного события

Теорема. Пусть А– событие, состоящее в появлении хотя бы одного из событий.– независимые в совокупности события. Тогда.

Задача.Три станка работают независимо друг от друга. Вероятность того, что первый станок в течение часа выйдет из строя, равна 0,015, для второго и третьего станков эти вероятности равны 0,02 и 0,025. Найти вероятность того, что в течение часа хотя бы один станок выйдет из строя.

Пусть – событие, состоящее в том, что первый станок в течении часа выйдет из строя;

– второй;

– третий;

А– событие, состоящее в том, что хотя бы один из станков выйдет из строя.

;

;

.

Тогда .

Формула полной вероятности

Пусть событие Аможет произойти только с одним из событий, которые образуют полную группу попарно несовместных событий. Событияназываютсягипотезами. Пусть известны вероятности гипотези условные вероятности событияАпо гипотезам, т. е., тогда

.

Задача.С первого автомата на сборку поступает 20%, со второго – 30%, с третьего – 50% всех деталей. Первый автомат дает в среднем 0,2% брака, второй – 0,3%, третий – 0,1%. Найти вероятность того, что наудачу взятая со сборки деталь будет бракованная.

Пусть – событие, состоящее в том, что наудачу взятая деталь изготовлена на первом автомате,– на втором,– на третьем.А– событие, состоящее в том, что наудачу взятая со сборки деталь будет бракованная.

,,

Формула Бейеса

Пусть выполнены все условия предыдущей теоремы. Но пусть уже известно, что событие А– произошло. Тогда вероятность гипотезы после опыта определяется по формуле:

.

P(A) находим по формуле полной вероятности.

Задача.Два автомата производят одинаковые детали, которые собираются на общий конвейер. Производительность первого автомата в два раза больше второго. Первый производит в среднем 60% деталей отличного качества, второй – 84%. Наудачу взятая с конвейера деталь оказалась отличного качества. Найти вероятность того, что она изготовлена вторым автоматом.

– событие, состоящее в том, что наудачу взятая деталь изготовлена первым автоматом,– вторым.А– событие, состоящее в том, что наудачу взятая деталь отличного качества.

Тогда ;

Формула Бернулли

Пусть произведено nнезависимых испытаний, в каждом из которых событиеАможет появиться с вероятностьюP(A)=p, причем. Последовательность появления событияАне имеет значения. Тогда вероятность того, что вnнезависимых испытаниях событиеАнаступает ровноmраз вычисляется по формуле:

,

где – число сочетаний изn элементов поm(см. выше).

Задача.Орудие стреляет по цели пять раз. Вероятность попадания при одном выстреле равна 0,6. Найти вероятность того, что орудие попадает два раза.

.