- •Тема 2. Случайные величины.
- •§1. Случайные величины и способы их описания.
- •Дискретные и непрерывные случайные величины.
- •Законы распределения св.
- •Функция распределения случайных величин.
- •Операции над св.
- •§2. Числовые характеристики случайных величин.
- •Математическое ожидание.
- •Дисперсия.
- •Моменты случайных величин.
- •Мода и медиана случайной величины.
- •§3. Основные типы распределений дсв.
- •Равномерное дискретное распределение.
- •Геометрическое распределение.
- •Распределение Бернулли (биномиальное распределение).
- •Пуассоновское распределение.
- •§4. Основные типы распределений нсв.
- •Равномерный закон распределения.
- •Показательный закон распределения (экспоненциальный).
- •Нормальный закон распределения.
- •§5. Закон больших чисел.
Распределение Бернулли (биномиальное распределение).
Случайная величина Х - это число появлений события А в n независимых испытаниях, проводимых в одинаковых условиях – «число успехов».
Вероятность появления события А в каждом испытании постоянна и равна p (вероятность не появления q=1-p).
Ряд распределения:
0 |
1 |
… |
m |
… |
n |
|
|
… |
|
… |
|
Вероятности
возможных значений случайной величины
Х определяются по формуле Бернулли:
Проверка:
Для
определения числовых характеристик
введём в рассмотрение случайную величину
– число «успехов» в i-ом
испытании.
0 |
1 |
q |
p |
Так как испытания независимые, а случайная
величина
, то, пользуясь свойствами математического
ожидания и дисперсии, можно получить:
математическое ожидание
,
дисперсия
.
Пример:
Случайная величина Х – число промахов при 50 независимых друг от друга выстрелах. Вероятность промаха 0,06. Найти числовые характеристики распределения случайной величины Х.
Случайная величина Х имеет биномиальное распределение. Тогда:
Пуассоновское распределение.
Рассмотрим случайную величину Х,
которая может принимать только целые
неотрицательные возможные значения
0,1,2,…(последовательность этих значений
теоретически не ограничена). Говорят,
что случайная величина Х распределена
по пуассоновскому закону, если
вероятности возможных значений находятся
по формуле Пуассона:
где
- некоторая положительная величина,
называемая параметром пуассоновского
распределения.
Ряд распределения:
-
0
1
2
…
m
…
…
…
Проверка:
Математическое ожидание:
Таким образом,
.
Дисперсия:
Можно показать, что
.
Пример:
Число вызовов Х, поступающих на АТС за 1 минуту имеет пуассоновское распределение. Среднее число вызовов, поступающих за 1 минуту равно 1,5. Найти вероятность того, что за 1 минуту поступит не менее двух вызовов.
λ=1,5.
Замечание: пуассоновское распределение
возникает при условии проведения опыта
по схеме Бернулли, когда n
,
пр
Так как
мало, то закон распределения Пуассона
часто называют законом редких явлений.
§4. Основные типы распределений нсв.
Равномерный закон распределения.
НСВ Х имеет равномерный закон
распределения на отрезке
,
если её плотность вероятности на этом
отрезке постоянна и равна 0 вне его:
Обозначение: X
R(a;b).
Проверим условие нормировки:
Функция распределения:
≤ a , тогда
.a < x ≤ b, тогда
.x > b, тогда
Таким образом:
f(x):
F(x):
Вероятность попадания в интервал
(α;β)
:
Математическое ожидание:
=
.
Таким образом,
Дисперсия:
Можно показать (самостоятельно), что
Среднее квадратическое отклонение:
=
,
тогда
Равномерный закон распределения используется при анализе ошибок округления при проведении числовых расчетов, в ряде задач массового обслуживания.
Пример:
Поезда метрополитена идут регулярно с интервалом 2 минуты. Пассажир выходит на платформу в случайный момент времени. Какова вероятность того, что ждать пассажиру придётся не больше полминуты? Найти числовые характеристики случайной величины Х - времени ожидания поезда.
P(0 ≤
X ≤0,5)
=
.
