- •Краткий курс теории вероятностей
- •Часть 2. Случайные величины Определение случайной величины
- •Случайной величиной называется функция , определенная на пространстве элементарных исходов и принимающая действительные значения .
- •Свойства функции распределения
- •Дискретные случайные величины.
- •Числовые характеристики дискретных св
- •Прежде чем давать определения таких характеристик, рассмотрим простейшие действия над случайными величинами.
- •Математическое ожидание
- •Cвойства математического ожидания
- •Представим неслучайную величину в виде
- •Дисперсия
- •Свойства дисперсии
- •Некоторые распределения дискретных св Биномиальное распределение
- •Матожидание биномиального распределения.
- •Дисперсия биномиального распределения.
- •Аналогично нахождению матожидания получаем
- •Распределение Пуассона
- •Пуассон Симеон Дени
- •Геометрическое распределение
- •Дискретная св Непрерывная св
- •Свойства плотности распределения
- •Числовые характеристики непрерывных св.
- •Матожидание непрерывной св
- •2. Дисперсия непрерывной св
- •Равномерное распределение.
- •Матожидание равномерного распределения
- •Дисперсия равномерного распределения
- •Вероятность попадания св в заданный интервал:
- •Показательное распределение (экспоненциальное).
- •Вероятность попадания св в заданный интервал:
- •Матожидание и дисперсия показательного распределения
- •Cлучайный поток событий
- •Нормальное (гаусса) распределение
- •Вид нормальной кривой (Гаусса).
- •Гаусс Карл Фридрих
- •Вероятность попадания св в заданный интервал
- •Вероятность отклонения св от матожидания
- •Правило 3 сигм
Математическое ожидание
Математическим
ожиданием дискретной СВ
называется сумма всех её возможных
значений на их вероятности
.
Матожидание – не случайная величина. Для каждой СВ матожидание определено однозначно и ничего случайного в нем нет.
Найти
Если СВ принимает
счетное число значений, то матожидание
СВ существует, если ряд
сходится абсолютно.
Найти матожидание появления события А в одном испытании, если Р (А) =р.
СВ Х - число появлений А в одном испытании
-
1
0
Cвойства математического ожидания
Матожидание постоянной величины равно ей: М[С]=С.
Доказательство:
Представим неслучайную величину в виде
-
С
1
Тогда М[С]=С*р=С
Постоянный множитель можно вынести за знак матожидания М [С ]=С*М [ ].
Доказательство.
Если СВ представима как
-
Х1
Х2
…
Хп
Р1
Р2
…
Рп
тогда СВ С* представима как
-
С*
С*Х1
С*Х2
…
С*Хп
Р1
Р2
…
Рп
Найдем
Матожидание произведения двух независимых СВ равно произведению их матожиданий: М[XY]=М[X]М[Y].
Доказательство.
-
х1
х2
y1
y2
рх1
рх2
py1
py2
-
XY
х1*y1
х1* y2
х2*y1
х2* y2
рх1*py1
рх1*py2
рх2*py1
рх2*py2
Следствие.
Матожидание произведения нескольких взаимно независимых СВ равно произведению их матожиданий: М[X1…Xп]=М[X1]…М[Xп].
Матожидание суммы двух СВ равно сумме их матожиданий:: М[X+Y]=М[X]+M[Y].
Следствие.
Матожидание суммы нескольких СВ равно сумме их матожиданий: М[X1+…+Xп]=М[X1]+…+М[Xп].
Дисперсия
Зачастую важно знать, насколько далеко удаляются значения СВ от центра, т.е. как отклоняются значения СВ от своего матожидания.
Отклонением СВ называется разность между СВ и ее матожиданием : Х-М[Х].
СВ:
-
Х
Х1
Х2
…
Хп
Р1
Р2
…
Рп
Отклонение
-
Х-М[х]
Х1-М[х]
Х2-М[х]
…
Хп-М[х]
Р1
Р2
…
Рп
Свойство отклонения. Матожидание отклонения равно 0: М[Х-М[Х]]=0.
Доказательство:
М[Х-М[X]]=М[Х]-М[М[Х]]=М[Х]-М[Х]=0
Почему? Одни отклонения положительные, другие – отрицательные. Для характеристики рассеянния отклонение не годится.
Дисперсией СВ называется матожидание квадрата отклонения СВ от ее матожидания:
.
. Найти дисперсию для СВ Х
-
1
0
0.5
0.5
Формула для вычисления дисперсии: D[X]=М[X2]-М2[х]: дисперсия равна разности между матожиданием квадрата СВ и квадратом ее матожидания.
Доказательство:
D[X]=М[(X-М[X])2]=М[X2-2X*М[х]+М2[х]]=М[х2]-М[2X*М[X]]+М[М2[X]]=
=М[X2]-2М[X]М[X]+М2[X]=М[X2]-М2[X]
