
- •Частина 2. Випадкові величини
- •2.1. Види випадкових величин. Ряд розподілу. Многокутник розподілу
- •2.2. Функція розподілу
- •2.3. Щільність розподілу
- •2.4. Числові характеристики випадкових величин
- •2.4.1. Числові характеристики положення
- •2.4.1.1. Математичне сподівання
- •Розв’язання: вказані ймовірності набувають значень
- •2.4.1.2. Мода дискретної випадкової величини. Медіана
- •Для ряду
- •Д ля неперервної випадкової величини модою являється те значення х, в якому щільність ймовірності максимальна.
- •2.4.2. Моменти випадкових величин
- •2.4.3. Основні властивості числових характеристик
- •2.5. Закони розподілу випадкових величин
- •2.5.1. Нормальний закон розподілу ймовірності неперервної випадкової величини
- •2.5.2. Ймовірність набування значення із заданого інтервалу випадкової величини х, розподіленої за нормальним законом
- •2.6. Поняття про теорему Ляпунова
- •2.7. Показниковий розподіл
- •2.8. Рівномірний розподіл
Розв’язання: вказані ймовірності набувають значень
Р(X = 1) = 0,6; Р(X = 2) = 0,40,5 = 0,2;
Р(X = 3) = 0,40,50,6 + 0,40,50,4 = 0,2.
Знайдемо ряд розподілу
Х |
1 |
2 |
3 |
Р |
0,6 |
0,2 |
0,2 |
M[х] = 10,6 + 20,2 + 30,2 = 1,6
2.4.1.2. Мода дискретної випадкової величини. Медіана
Модою
дискретної
випадкової величини називається
найімовірніше її значення. Вона
позначається через
.
Для ряду
х |
1 |
2 |
3 |
4 |
р |
0,1 |
0,4 |
0,3 |
0,2 |
мода = 2.
Д ля неперервної випадкової величини модою являється те значення х, в якому щільність ймовірності максимальна.
У загальному випадку математичне сподівання і мода випадкової величини не співпадають.
Часто застосовується ще одна характеристика положення – так звана медіана випадкової величини. Цією характеристикою, як правило, користуються тільки для неперервних випадкових величин, хоча формально її можна визначити і для дискретної випадкової величини.
Медіаною випадкової величини Х називається таке її значення е, для якого Р(Х < е) = P(X > е), тобто однаково ймовірно, чи буде випадкова величина Х менша за е, чи більша за е.
Оскільки площа, розташована між віссю абсцис і кривою щільності ймовірності, дорівнює одиниці, то рівність можна записати у вигляді
P(X < е) = P(X > е) = 1/2.
Очевидно, якщо крива щільності ймовірності симетрична відносно математичного сподівання, то значення характеристики положення – математичне сподівання, моди і медіани – збігаються.
2.4.2. Моменти випадкових величин
У теорії ймовірностей і математиці широко використовуються числові характеристики, що називаються моментами. Найбільш поширені початкові та центральні моменти.
Для ряду розподілу дискретної випадкової величини
Х |
х1 |
х2 |
... |
хn |
Р |
р1 |
р2 |
... |
pn |
початковим моментом i дискретної випадкової величини Х і-ого порядку називається математичне сподівання і-ого степеня цієї випадкової величини:
Аналогічно визначається початковий момент і-ого порядку для неперервної випадкової величини, якщо (х) – щільність ймовірності:
Якщо M[x] – математичне сподівання для випадкової величини Х, то центрованою випадковою величиною називається відхилення випадкової величини від математичного сподівання:
=
X – M[x].
Центральним моментом i і-ого порядку дискретної випадкової величини Х називається математичне сподівання і-ого степеня центрованої випадкової величини:
Для неперервної випадково величини Х і-ий центральний момент визначається формулою
Особливе положення серед центральних моментів належить другому центральному моменту (і = 2), який позначають через D[x] або Dx і називають дисперсією випадкової величини. Для дискретних випадкових величин
для неперервних випадкових величин
Іншими словами: дисперсія – математичне сподівання квадрата центрованої випадкової величини
Дисперсія характеризує розкид випадкової величини відносно математичного сподівання і має розмірність квадрата випадкової величини.
На практиці часто користуються поняттям середньоквадратичного відхилення як квадратного кореня з дисперсії:
[x] має розмірність випадкової величини. У практичних розрахунках використовується коефіцієнт варіації
Ця величина характеризує ступінь випадковості. Наприклад, його обчислили для двох рядів дискретних випадкових величин. Той із рядів, що має більший коефіцієнт варіації, має і більший розкид випадкової величини.
Для характеристики симетрії розподілу випадкових величин відносно математичного сподівання використовують коефіцієнт асиметрії:
Якщо розподіл симетричний відносно математичного сподівання, то k3 = 0.Чим більша асиметрія розподілу випадкових величин відносно математичного сподівання, тим більше за модулем значення коефіцієнта асиметрії. Для характеристики крутості кривої щільності ймовірності неперервної випадкової величини використовують ексцес:
Для нормального закону розподілу Е = 0.Якщо Е > 0, вершина кривої щільності ймовірності розміщена вище кривої щільності ймовірності нормального закону, і навпаки, якщо Е < 0, то вершина кривої щільності ймовірності розміщена нижче кривої щільності ймовірності нормального закону розподілу.