- •Испытания и случайные события.
- •Сочетания. Число сочетаний и его свойства.
- •Относительная частота и статистическая вероятность.
- •Достоверное и невозможное события. Их вероятности.
- •Сумма и произведение событий.
- •Теорема сложения вероятностей.
- •Теоремы сложения вероятностей для несовместных и совместных событий.
- •Противоположное событие и его вероятность.
- •Теорема умножения вероятностей независимых событий.
- •Условная вероятность. Теорема умножения вероятностей зависимых событий.
- •Вероятность появления хотя бы одного события.
- •Полная группа событий. Теорема. Сумма вероятностей событий а1 , а2 , ..., Аn , образующих полную группу, равна единице:
- •Повторные независимые испытания. Формула Бернулли.
- •Интегральная теорема Лапласа.
- •Дискретная случайная величина. Способы ее задания.
- •3. При умножении случайной величины х на неслучайную величину с ее дисперсия умножается на с2.
- •Математическое ожидание м(х) случайной величины.
- •Биномиальное распределение, его м(х) и d(х).
- •Непрерывная случайная величина. Способы задания.
- •Основные свойства плотности распределения:
- •21 Нормальное распределение. Влияние параметров нормального распределения на форму нормальной кривой.
- •,Где δ — величина отклонения.
- •Вероятность попадания в заданный интервал нормальной случайной величины. Правило трех сигм.
- •Генеральная и выборочная совокупности. Статистическое распределение выборки. Полигон и гистограмма.
- •Способы выборки.
- •Дискретный вариационный ряд.
- •Полигон относительных частот
- •Исправленная дисперсия.
21 Нормальное распределение. Влияние параметров нормального распределения на форму нормальной кривой.
Случайная непрерывная величина X имеет нормальное (гауссово) распределение, если ее плотность распределения вероятности имеет вид
где
—
среднее квадратическое отклонение; а —
математическое ожидание.
Если а=0 и σ=1, то нормальное (гауссовое) распределение называется стандартным нормальным (гауссовым) распределением (таблица плотности вероятности нормальной случайной величины), плотность которого равна
а функция
распределения (функция Лапласа) (таблица
функции Лапласа)
Вероятность попадания в заданный интервал (α;β) нормально распределенной случайной величины с параметрами а, σ вычисляется по формуле:
с использованием интеграла вероятности
P(α<x<β)=F(α)-F(β)=Ф(
β-a
)
σ
-Ф(
α-a
)
σ
Из этих соотношений легко получить вероятность отклонения распределения случайной величины X от своего математического ожидания а:
P(|X-a|<δ)=2Ф(
δ
)
σ
,Где δ — величина отклонения.
Полагая в этой формуле δ=3σ, получаем
P(|X-a|<δ)=2Ф(3)=2*0.49865=0.9973
Этот результат носит название «правило трех сигм». Таким образом, в 99,7% случаях все значения нормального распределения случайной величины сосредоточены в интервале (-3σ+a; 3σ+a). Распределение, заданное на бесконечном интервале, может быть рассмотрено на конечном интервале, и погрешность при такой замене равно ,примерно, 0,3%.
Из формулы (5.36) видно, что центром симметрии распределения является центр рассеивания т. Это ясно из того, что при изменении знака разности (х — т) на обратный результат в выражении (5.36) не меняется. Если изменять центр рассеивания т, кривая распределения будет смещаться вдоль оси абсцисс, не изменяя своей формы (рисунок 5.10).
Рисунок
5.9 – Кривая распределения нормального
закона
Рисунок 5.10 — Смещение кривой нормального распределения с изменением т
Размерность центра рассеивания — та же, что и размерность случайной величины Х.
Параметр σ (среднее квадратическое отклонение) характеризует не положение, а саму форму кривой распределения. С увеличением σ кривая растягивается и становится более плоской, с уменьшением σ она вытягивается вверх и сжимается. Это объясняется тем, что площадь под кривой распределения всегда остается равной единице, несмотря на изменение максимума плотности вероятности. На рисунке 5.11 показаны три нормальные кривые при различных σ.
Р
исунок
5.11 – Изменение формы кривой распределения
с изменением σ
Размерность параметра σ совпадает с размерностью СВ Х. Во многих задачах практики приходится определять вероятность попадания СВ Х,подчиненной нормальному закону с произвольными параметрами m и σ на участок от α до β. Для вычисления этой вероятности используют общую формулу:
P (α < X < β) = F (β) – F (α), (5.39)
где F (х) – функция распределения величины Х.
С помощью математических преобразований получаем, что:
где
—
интеграл вероятностей, который
рассчитывается следующим образом:
Принято
называть функцию
также нормальной
(нормированной) функцией
распре-деленияили стандартной
функцией распределения.
Согласно формуле (5.39) выразим вероятность попадания СВ X на участок от α до β:
Таким образом, получили вероятность попадания на интересующий нас участок СВ X,распределенной по нормальному закону с любыми параметрами, через стандартную функцию распределения , которая соответствует простейшему нормальному законус параметрами т = 0 и σ = 1.
Заметим,
что аргументы функции
в
формуле (5.42) имеют очень простой
смысл:
есть
расстояние от правого конца участка до
центра рассеивания, выраженное в средних
квадратических отклонениях;
—
такое же расстояние до левого конца
участка α, причем это расстояние считается
положительным, если конец расположен
справа от центра рассеивания, и
отрицательным, если слева.
