
ДЗ1
.docx
Министерство
науки и высшего образования Российской
Федерации
Калужский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана
(Национальный Исследовательский Университет)»
(КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана)
ФАКУЛЬТЕТ |
М-КФ «Машиностроительный» |
КАФЕДРА |
М10-КФ «Высшая математика» |
ДОМАШНЯЯ РАБОТА №1
ДИСЦИПЛИНА: |
«Теория вероятностей и математическая статистика» |
|
ТЕМА: |
«Основные понятия теории вероятностей» |
|
|
|
Выполнил: студент гр. ИУК1-41Б |
_______________(Прудников А.Ф.) Подпись Ф.И.О.
|
Проверил: |
_______________(Савотин А.И.) Подпись Ф.И.О.
|
Дата сдачи (защиты): |
|
|
Результаты сдачи (защиты):
-Балльная оценка
-Оценка |
|
|
|
|
Калуга, 2021 г.
Задание №1
Вероятность того, что выстрел попадет в цель, равна p=0,66. Сколько нужно сделать выстрелов, чтобы вероятность хотя бы одного попадания была больше заданного значения δ=0,99.
Решение:
-
выстрел
попадает в цель
– одно
попадание при n
выстрелах.
Рассмотрим:
– ни одного попадания в цель при всех
выстрелах
:
Тогда
,
где q=1-p.
,
т.е.
.
Отсюда
Умножим
на -1 и выразим
.
Подберём n:
Отсюда получаем ответ, что нужно сделать 5 выстрелов, чтобы вероятность хотя бы одного попадания была больше заданного значения δ=0,99.
Ответ: 5.
Задание №2
На
некоторое обслуживающее устройство
поступают две заявки. Каждая может
поступить любой момент времени в течении
T=150
минут.
Время обслуживания заявки
минут, второй
минут. При поступлении заявки на занятое
устройство она не принимается. При
поступлении заявки даже в последний
момент времени T,
она обслуживается. Найти вероятность
того, что:
А) Обе заявки будут обслужены
Б) Будет обслужена ровно одна заявка
Решение:
А – обе заявки будут обслужены
В – всего одна заявка будет обслужена
Так
как на устройство не может не поступить
ни одной заявки, то исходы А и В являются
противоположными, значит В можно будет
найти из выражения
.
Рисунок 1
Множество благоприятных исходов А закрашено синим цветом и представляет собой объединение двух треугольников
При
это треугольник
;
При
это треугольник
;
Площадь области А равна сумме площадей этих двух треугольников:
Найдём вероятность события А:
Это и будет ответ на задание а).
Это ответ на задание б).
Ответ:
а)
;
б)
.
Задание №3
Задана
структурная схема надёжности, состоящая
из пяти элементов. Событие
– отказ i-того
элемента за некоторый промежуток
времени. Вероятности безотказной работы
заданы:
(при i=1,
3, 5) и
(при i=2,
4). Все события
независимы в совокупности. Событие
состоит в безотказной работе всех всей
системы за рассмотренный промежуток
времени. Требуется:
А) выразить событие через или (i=1, 2, 3, 4, 5);
Б)
найти
вероятность
безотказной работы системы.
Решение:
Рисунок 2
А)
Рисунок 3 – Область А
Область
В
состоит из элементов
и
и т.к. элементы соединены параллельно,
то её вероятность безопасной работы
будет следующей:
Рисунок
4 – Область С
Область
С
состоит из элементов
и
и т.к. элементы соединены последовательно,
то её вероятность безопасной работы
будет следующей:
Рисунок 5 - Область D
Область
D
состоит из элементов
и
и т.к. элементы соединены параллельно,
то её вероятность безопасной работы
будет следующей:
Рисунок 6 - Область А
Область
A
состоит из элементов
и
и т.к. элементы соединены последовательно,
то её вероятность безопасной работы
будет следующей:
Раскроем все буквенные значения и таким выразим через :
Б)
При вычислении
будем пользоваться независимостью
событий
:
;
;
;
;
Ответ:
А)
;
Б)
.
Задание №4
Из
партии, содержащей
изделий, среди которых
– высшего сорта, для контроля выбирают
наугад
изделий. Найти вероятность того, что
среди выбранных изделий ровно
изделий высшего сорта, при условии, что
выборка производится
А) с возвращением (выбранное изделие после проверки возвращается обратно в партию);
Б) без возвращения (выбранное изделие в партию не возвращается);
Решение:
А)
Для нахождения события
воспользуемся формулой Бернулли:
В
нашем случае независимое число испытаний
–
,
а количество наступления события А
-
.
Найдём вероятность попадания изделия
высшего сорта из всех изделий
и обратную ей величину q:
Вычислим
:
Подставим все полученные значения в начальную формулу:
Б)
,
Подставим в начальное уравнение:
Ответ:
а)
б)
Задание №5
Вероятность
успешной сдачи экзамена на получение
водительских прав равна
.
Найдите вероятность того, что в группе
претендентов экзамен сдадут не менее
человек.
Решение:
Требуется
найти вероятность того, что из 140 человек
сдадут
.
Вероятность высчитаем из интегрального
приближенного уравнения Лапаса:
Где
,
а
.
Найдём
и
по формуле:
Где
.
Т.к.
функция Лапласа чётная, то
.
будем
искать в таблице значений функции
Лапласа. Т.о.
.
в таблице отсутствует, поэтому вычислим
её:
Подставим получившиеся выражения в начальное уравнение:
Ответ:
Задание №6
В
отдел технического контроля поступает
партия, содержащая
изделий, среди которых имеются
бракованных. Контролёр для контроля
отбирает 3 изделия, при этом в бракованном
изделии он обнаруживает брак с вероятностью
.
Партия бракуется, если среди трёх
отобранных для проверки обнаружится
хотя бы одно бракованное изделие. Найти
вероятность того, что данная партия
изделий будет забракована.
Решение:
– среди
выбранных трёх изделий нет бракованных.
– среди
выбранных трёх изделий одно бракованное.
– среди
выбранных трёх изделий два бракованных.
– среди
выбранных трёх изделий три бракованных.
– данная партия будет забракованная.
– данная партия будет забракованная.
– все три изделия будут забракованы.
Отсюда
найдём
:
Найдём
:
Подставим полученные значения в начальное уравнение:
Тогда будет равна:
Ответ:
Задание №7
Одновременно подбрасывают две игральные кости; x – число очков на первом кубике, y – на втором. Для заданной в каждом варианте функции
найдите:
а) закон распределения случайной величины
;
б) математическое ожидание
;
в) дисперсию
и стандартное отклонение
.
Решение:
а)
Для составления закона распределения составим таблицу
Закон
распределения случайной величины
:
|
-4 |
-3 |
-2 |
-1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для наглядности нарисуем полигон вероятностей:
б) Математическое ожидание:
в) Дисперсия случайной величины и :
Ответ:
Задание №8
Непрерывная случайная величина имеет плотность распределения вероятностей
а)
Постройте график плотности распределения
вероятностей
.
б)
Найдите функцию распределения
и построить её график.
в)
Вычитайте вероятность попадания
случайной величины в интервал
.
г) Найдите математическое ожидание, дисперсию и среднеквадратическое отклонение.
Решение:
а)
Данный график образуется из двух других:
на интервале
– ось ОХ, на отрезке
– ломанная кривая, а в интервале
ось ОХ:
б) Чтобы вычислить вероятность выпадения случайной величины:
Рассмотрим все эти случаи:
Если
, то
.
Если
, то
Если
, то
Если
, то .
Таким образом
Построим :
в) Чтобы вычислить вероятность попадания случайной величины в интервал воспользуемся формулой:
г) Найдём математическое ожидание:
– в
силу симметричности функии относительно
оси OY.
Дисперсию
вычислим по формуле
,
поэтому найдём сначала
:
;
;
Ответ: