ДЗ1
.docxМинистерство 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
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: