
- •Казанский кооперативный институт (филиал)
- •Теория вероятностей и математическая статистика конспект лекций
- •Общие организационно-методические рекомендации преподавателю
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •1. Предмет и задачи теории вероятностей
- •2. Основные понятия теории вероятностей. События и соотношения между ними. Классификация событий
- •3. Частота и вероятность события. Способы определения вероятности
- •Аксиомы теории вероятностей
- •Лекция 2 Основные формулы для вычисления вероятностей
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •1. Основные формулы для вычисления вероятностей
- •6. (Рисунок 4).
- •7. (Рисунок 5).
- •Задание на самостоятельную работу
- •Лекция 3 Основные теоремы теории вероятностей: сложение, умножение, формула полной вероятности
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •1. Правила сложения вероятностей
- •2. Правила умножения вероятностей
- •3. Формула полной вероятности
- •1. Формула Байеса, вероятность появления хотя бы одного события
- •Лекция 5 Основные законы распределения дискретных случайных величин. Формула Бернулли
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •1. Понятие о случайной величине и законе её распределения
- •Р исунок 1
- •Р исунок 3
- •2. Формы закона распределения случайной величины: ряд распределения, функция распределения, функция плотности распределения
- •3. Формула Бернулли
- •Задание на самостоятельную работу
- •Лекция 6 Основные законы распределения дискретных случайных величин. Локальная теорема Муавра-Лапласа, формула Пуассона
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •1. Локальная теорема Муавра-Лапласа
- •2. Распределение Пуассона
- •Задание на самостоятельную работу
- •Лекция 7 Основные законы распределения дискретных случайных величин. Интегральная теорема Лапласа
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •1.1 Определение вероятности попадания случайной величины х с использованием приведенной табличной функции распределения
- •1.2 Определение вероятности попадания случайной величины на заданный интервал с использованием табличной функции плотности распределения
- •1.3 Определение вероятности попадания случайной величины на заданный интервал с использованием таблиц приведенной функции Лапласа
- •Текст лекции
- •1. Понятие случайной величины
- •2. Законы распределения дискретных случайных величин
- •Задание на самостоятельную работу
- •Лекция 9 Числовые характеристики: математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратическое отклонение
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •1. Понятие о числовых характеристиках случайной величины
- •2. Числовые характеристики положения: математическое ожидание и его основные свойства
- •3. Числовые характеристики рассеивания: дисперсия, среднеквадратическое отклонение. Основные свойства дисперсии
- •Задание на самостоятельную работу
- •Лекция 10 Непрерывные случайные величины: функция распределения случайной величины
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •1. Функция распределения непрерывной случайной величины для определения вероятности попадания случайной величины на интервал
- •1.1. Функция распределения непрерывной случайной величины
- •1.2. Свойства функции распределения
- •Задание на самостоятельную работу
- •Лекция 11 Плотность вероятности. Числовые характеристики. Моменты случайных величин
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •1. Плотность распределения непрерывной случайной величины для определения вероятности попадания случайной величины на интервал
- •1.1. Плотность распределения
- •1.2. Свойства плотности распределения
- •2.5. Медиана
- •2.6. Начальный момент
- •2.7. Центральный момент
- •2.8. Коэффициент асимметрии
- •2.9. Эксцесс
- •Задание на самостоятельную работу
- •Лекция 12 Законы распределения непрерывных величин: нормальное, равномерное, показательное
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •1. Равномерное распределение
- •2. Показательное распределение
- •2.1. Функция надёжности
- •3. Нормальный закон распределения
- •3.1. Функция Лапласа
- •3.2. Правило трёх сигм
- •Задание на самостоятельную работу
- •Лекция 13 Понятие закона больших чисел
- •Литература:
- •Структура занятия и расчёт времени
- •Текст лекции
- •Закон больших чисел
- •1.1. Неравенство Чебышева
- •1.2. Теорема Чебышева
- •1.3. Теорема Бернулли
- •1.4. Теорема Пуассона
- •1.5. Предельные теоремы
- •1.6. Теорема Муавра – Лапласа
- •Текст лекции
- •1. Генеральная и выборочная совокупности
- •1.1. Статистическое описание результатов наблюдений
- •Текст лекции
- •1. Интервальные оценки параметров распределения. Непрерывное и дискретное распределения признаков
- •1.2. Интервальные оценки.
- •Текст лекции
- •1. Вариационные ряды
- •2. Построение интервального вариационного ряда
- •3. Графическое изображение вариационных рядов
- •4. Средние величины
- •5. Медиана и мода
- •6. Показатели вариации
- •7. Свойства эмпирической дисперсии
- •8. Эмпирические центральные и начальные моменты
- •9. Эмпирические асимметрия и эксцесс
- •Текст лекции
- •1. Доверительные вероятности, доверительные интервалы
- •Текст лекции
- •1. Корреляционный анализ
- •1.1. О связях функциональных и статистических
- •1.2. Определение формы связи. Понятие регрессии
- •1.3. Основные положения корреляционного анализа
- •1.4. Свойства коэффициента корреляции
- •1.5. Поле корреляции. Вычисление оценок параметров двумерной модели
- •1.6. Проверка гипотезы о значимости коэффициента корреляции
- •1.7. Корреляционное отношение
- •1.8. Понятие о многомерном корреляционном анализе
- •1.9. Ранговая корреляция
- •2. Регрессионный анализ
- •2.1. Основные положения регрессионного анализа
- •2.2. Линейная регрессия
- •2.3. Нелинейная регрессия
- •2.4. Оценка значимости коэффициентов регрессии. Интервальная оценка коэффициентов регрессии
- •2.5. Интервальная оценка для условного математического ожидания
- •2.6. Проверка значимости уравнения регрессии
- •2.7. Многомерный регрессионный анализ
- •2.8. Факторный анализ
- •Приложения
- •Функция Лапласа
- •Задание на самостоятельную работу
Литература:
а) основная:
1. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. Учебник. Издание восьмое, стереотипное. – М.: Высшая школа, 2002 г. - 575 с.
2. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А.. Теория вероятностей и её инженерные приложения. Учебное пособие. Издание третье, переработанное и дополненное. – М.: «Академия», 2003 г. – 464 с.
3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. Учебное пособие. Издание десятое, стереотипное.- М.: Высшая школа», 2004 г. – 480 с.
Структура занятия и расчёт времени
Структура занятия |
Время, мин |
I. Вводная часть занятия |
5 |
II. Основная часть занятия |
80 |
Введение в лекцию |
5 |
1. Понятие о случайной величине и законе её распределения |
20 |
2. Формы закона распределения случайной величины: ряд распределения, функция распределения, функция плотности распределения |
30 |
3. Формула Бернулли |
20 |
Заключение по лекции |
5 |
III. Заключительная часть занятия |
5 |
Текст лекции
Введение в лекцию:
При изучении темы 1 нами были рассмотрены случайные явления, наблюдаемые результаты которых после проведения опыта представлялись в виде случайных событий. Например, результат выстрела сводился к попаданию в цель или промаху. Можно сказать, что событие характеризует как бы качественный результат опыта, который при оценке эффективности стрельбы на поражение не всегда нас удовлетворяет. Действительно, поражение цели может быть достигнуто не только при прямом попадании в цель, но и при промахе при условии, что отклонение разрыва от цели не превышает какой-то определенной величины. Чтобы правильно оценить эффективность стрельбы в таких условиях, нужно знать, на каком именно удалении разрывов от цели цель будет поражаться, т.е. данное случайное явление необходимо оценивать не с качественной, а с количественной стороны. Именно подобные обстоятельства и привели к необходимости ввести в рассмотрение теорией вероятностей случайные величины.
Учебные вопросы лекции:
1. Понятие о случайной величине и законе её распределения
Случайной величиной называется такая переменная величина, которая при испытании может принимать то или иное частное значение, причём заранее неизвестно какое.
Можно дать и несколько иное определение случайной величины:
Величина, значения которой от испытания к испытанию изменяются случайным образом, называется случайной величиной.
Случайные величины принято обозначать прописными буквами Х; У; Z … , а возможные частные значения, которые может принять случайная величина, - соответственно строчными буквами х1, х2,…хn…; у1, у2,…уi,…, уn.
Если не указывается, какое именно из возможных значений принимает случайная величина, её могут обозначать как х; y.
Понятие случайной величины является фундаментальным понятием теории вероятностей и играет большую роль в её приложениях. Введение понятия случайной величины значительно расширило возможности теории вероятностей при исследовании случайных явлений. Заслуга широкого внедрения в теорию вероятностей понятия «случайная величина» принадлежит русскому учёному П.Л. Чебышеву.
Приведём ряд примеров случайных величин.
Пример 1: По цели производится 3 выстрела. Число попаданий в цель при трёх выстрелах является случайным.
Случайная величина Х = {число попаданий в цель при трёх выстрелах}.
Случайная величина Х = {число попаданий в цель при трёх выстрелах} в результате опыта может принять следующие частные значения: х1 = 0; х2 = 1; х3 = 2; х4 = 3.
Эти частные значения случайной величины (рисунок 1) могут быть расположены на числовой оси изолированно, причём в определенной последовательности (пронумерованы), и могут быть определены до опыта.