Учебное пособие 466
.pdfЗадача № 9
Определить доверительный интервал для оценки с надежностью неизвестного математического ожидания а
нормально распределенного признака Х генеральной совокуп-
ности, если известно выборочное среднее |
хв , объем выборки |
|||||||||
n и генеральное среднее квадратическое отклонение . |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
ва- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
||
|
|
0,9 |
0,95 |
0,99 |
0,98 |
0,96 |
0,94 |
0,97 |
|
|
|
|
|
5 |
0 |
3 |
10 |
–2 |
4 |
12 |
|
|
хв |
|
|
|||||||
|
|
2 |
3 |
1 |
4 |
1 |
2 |
3 |
|
|
n |
|
100 |
25 |
400 |
144 |
81 |
64 |
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
ва- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рианта |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
||
|
|
0,9 |
0,95 |
0,99 |
0,98 |
0,96 |
0,94 |
0,97 |
|
|
|
|
|
–1 |
11 |
15 |
24 |
7 |
14 |
30 |
|
|
хв |
|
|
|||||||
|
|
2 |
3 |
5 |
4 |
2 |
3 |
5 |
|
|
n |
|
121 |
36 |
49 |
400 |
900 |
100 |
169 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
ва- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рианта |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
||
|
|
0,9 |
0,95 |
0,99 |
0,98 |
0,96 |
0,97 |
|
|
|
|
|
|
9 |
–5 |
6 |
16 |
2 |
22 |
|
|
|
хв |
|
|
|
||||||
|
|
2 |
3 |
1 |
4 |
3 |
6 |
|
|
|
n |
|
196 |
100 |
400 |
25 |
144 |
121 |
|
|
19
ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ № 3
Пример 1. Изменить порядок интегрирования:
I f (x, y)dxdy , где D: x=1, x=2, y=x; y=2x.
D
Решение.
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x=у/2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у=2х |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
у=2х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у=х |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у=х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
Рис. 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
2 |
|
2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
I dx f (x, y)dy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
D1 |
D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
2 |
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
dy f (x, y)dx dy f (x, y)dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 2. Изменить порядок интегрирования в двойном интеграле:
1 |
2 |
x |
|
|
|
|
||
I dx |
|
|
f x, y dy |
|
|
|
|
|
0 |
2 |
|
x |
|
|
|
|
|
Решение. Зная пределы интегрирования, найдем грани- |
||||||||
|
интегрирования D: x 0, |
x 1, |
y 2 |
|
, |
|||
цы области |
x |
y 2x и построим их (рис. 2). Область D располагается в
20
полосе 0 x 1 и ограничена сверху и снизу соответствую-
щими ветвями параболы y2 4x
y
4
|
у 2 х |
2 |
B |
|
D |
0 |
x |
1 |
-2 A
у 2х
Рис. 2
Найдем новые пределы внешнего (по у) и внутреннего (по х) интегрирования. Так как область D проецируется на ось Оу в отрезок АВ, то пределами внешнего интегрирования являются ординаты точек А и В, т. е. y 2 и y 2 соответственно. Левой границей области
является кривая x |
y2 |
(уравнение параболы y2 4x |
|
||
4 |
|
разрешено относительно х), а правой – прямая x 1. Таким образом, двойной интеграл I с измененным порядком интегрирования запишется в виде
2 1
I dy f x, y dx .
2 y2
4
Пример 3. Определить пределы интегрирования интегра-
ла f x, y dxdy, если область интегрирования S (рис. 3) ог-
S
21
раничена гиперболой y2 x2 |
1 |
и двумя прямыми x 2 и |
x 2 (имеется в виду область, |
содержащая начало коорди- |
|
нат). |
|
|
Решение. Область интегрирования ABCD (рис. 3) ограничена прямыми x 2 и x 2 и двумя ветвями параболы:
y 1 x2 и y 1 x2 .
|
|
|
|
|
|
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C |
|
|
5 |
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
-2 |
|
0 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A |
|
|
|
5 |
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Рис. 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
1 x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f x, y dxdy dx |
|
f x, y dy |
|
|
|
|
|
||||||||
|
S |
|
|
|
|
2 |
1 x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 4. Вычислить двойной интегралI ex ydxdy, |
|||||||||||||||
где D – прямоугольник: 0 x 1;0 y 2 |
|
|
D |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
Решение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
|
|
1 |
|
x y 2 |
|
1 |
|
|
x |
|
|
|
x 1 |
|
I dx e |
x y |
dy |
|
|
|
x 2 |
e |
x 2 |
e |
|
||||||
|
e |
0 dx |
e |
|
dx |
e |
|
0 |
||||||||
0 |
0 |
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
e1 2 e1 e2 e0 e3 e2
22
Пример 5. Вычислить двойной интеграл: I xy2dxdy,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
где D – треугольник y 0,x 2;y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
у=х/2 |
|
|
|
|
|
|
I xdx xy2dy |
xdx y2dy |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
x |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
x |
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
0 |
x |
|
|
|
|
dx |
||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
у=0 |
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
x |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
Рис. 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x4dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
24 5 |
|
0 |
|
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
Пример 6. Вычислить интеграл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I dx x y dy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
0 |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 1 |
|
|
|
|
|
|
1 1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
I x y dy dx xdy ydy dx x dy ydy dx |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
0 x |
|
|
|
|
|
|
0 x |
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 x |
|
|
|
|
|
|
x |
|
||||||||||||||||||||||||||||
1 |
|
|
y2 |
|
|
1 |
1 |
|
2 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
3 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
xy |
|
|
|
|
dx x |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dx |
|
|
|
|
x |
|
|
x |
|
|
dx |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0 |
|
2 |
|
|
x |
0 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
3 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
x |
3 |
|
|
|
x |
2 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
x2dx xdx |
dx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
0 |
|
|
0 |
|
|
2 |
0 |
|
|
2 3 |
|
|
|
|
2 2 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
2 2 2 2 |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пример 7. Вычислить объем тела, ограниченного
поверхностями x 0, y 0, z 0, x y z 1 с по-
мощью тройного интеграла.
23
Решение. Данное тело изображено на рис. 5. На рис. 6 изображена проекция этого тела на плоскость Оху.
z |
у |
1
x+y+z=1 |
1 |
x+y=1 |
|
|
|
|
|
D |
y |
0 |
х |
1 |
1 |
1
x
Рис. 5 |
Рис. 6 |
V= dxdydz , где (V) – область, ограниченная поверхностя-
V
миx 0, y 0, z 0 (координатные плоскости), x y z 1
(плоскость, отсекающая на координатных осях отрезки, равные 1), т. е. область (V) есть пирамида. Из чертежа видно, что по любой из переменных можно с одинаковым успехом брать постоянные пределы, и они равны 0 и 1. Возьмем, например, постоянные пределы по х (0 õ 1). Проекцией пирамиды на плоскость Оху является треугольник, ограниченный прямыми x 0, y 0 и x y 1 (рис. 6). Отсюда определяем пределы интегрирования по у (0 ó 1 õ). Для переменой z нижним пределом будет, очевидно, z 0 (плоскость Оху), а верхним – значение z, полученное из уравнения плоскости
x y z 1, т. е. z 1 x y.
24
Определив пределы интегрирования по каждой переменной, можем представить данный тройной интеграл через
повторный и вычислить объем тела:
|
|
|
1 |
1 x |
|
1 y x |
1 |
|
1 x |
|
1 y x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
V dx dy |
dz dx z |
|
|
|
|
dy |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
0 |
0 |
|
|
|
0 |
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
1 |
|
|
1 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
y |
2 |
|
|
|
|
1 x |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
dx 1 y x dy y |
|
|
xy |
|
dx |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
0 |
|
|
|
0 |
1 x |
|
|
|
|
0 |
2 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1 x |
1 |
|
|
x |
2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
1 x |
|
x 1 x dx |
|
|
x |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
||||||||
|
1 |
|
|
1 |
|
|
x |
2 |
|
|
|
|
1 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
dx |
|
dx xdx |
x2dx |
|
|
|
||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
0 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
x x2 dx
|
1 |
x |
x |
2 |
|
x |
3 |
|
|
1 |
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
êóá. åä |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
2 |
2 |
6 |
|
|
0 |
2 2 |
6 |
6 |
|
||||||||
|
|
Пример 8. Два стрелка производят по одному выстрелу по одной мишени. Первый попадает в мишень с вероятностью 0,8, второй - с вероятностью 0,6. Найдите вероятность того, что: а) оба стрелка попадут в мишень, б) оба стрелка промахнутся, в) только один стрелок попадет, г) хотя бы один стрелок попадет в мишень.
Решение. Пусть событие А означает, что первый стрелок попал в мишень, событие В - попал второй. По условию Р(А) = 0,8, Р(В) = 0,6.
а) Пусть событие С - оба стрелка попали в мишень, тогда С = АВ. Поэтому, учитывая независимость событий А и В, по теореме умножения вероятностей имеем
Р(С) = Р(АВ) = Р(А) Р(В) = 0,8 0,6 = 0,48.
б) Перейдем к противоположным событиям, которые со-
стоят в том, что первый стрелок промахнулся A, второй стре-
25
лок промахнулся B. Тогда событие D = A B |
означает, что |
||||||||||||||||||
оба стрелка промахнулись. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Р(D) = Р( |
A |
|
B |
) = Р( |
A |
) P ( |
B |
)= (1 – Р(А)) ( 1 – Р(В)) = |
|||||||||||
=0,2 0,4 |
= 0,08. |
|
|
|
Е – только один стрелок попал – можно |
||||||||||||||
в) |
Событие |
||||||||||||||||||
представить в виде |
|
Е = А |
B |
+ В |
A |
. События |
А |
B |
и В |
A |
|
несовместные. Поэтому, применяя теорему сложения вероятностей несовместных событий, получим
Р(Е) = Р(АB +В A) = P (АB)+Р(В A) =
= P (А)Р(B)+Р(В)Р( A) = 0,8 0,4 + 0,6 0,2 = 0,44.
г) Вероятность появления хотя бы одного из совместных событий А, В равна разности между единицей и вероятностью
произведения противоположных событий |
A, B. Пусть со- |
||||||||
бытие F – хотя бы один стрелок попал. Тогда |
|
||||||||
Р(F) = 1 – Р( |
A |
|
B |
) = 1 – Р( |
A |
) P ( |
B |
) = 1 – |
0,2 0,4 = 0,92. |
Пример 9. В первой урне 2 белых и 3 черных шара, во второй - 7 белых и 1 черный. Из первой урны в первую переложили 2 шара, затем наудачу извлекли шар из второй урны. Найти вероятность того, что выбранный из второй урны шар - белый.
Решение. Если событие А может произойти только со-
вместно с одним из событий Н1 , Н2 , ..., Нk , образующих пол-
ную группу несовместных событий (гипотез), то вероятность Р(А)появления события определяется по формуле полной веро-
k
ятности: Р (А) = Р(Hi ) Р(А/Hi ), где Р(Hi ) - вероят- i 1
ность гипотезы Hi , Р(А/Hi ) - условная вероятность события
А при этой гипотезе.
Вероятность извлечения белого шара из второй урны после добавления двух шаров из первой урны зависит от со-
26
става шаров (по цвету) в этой урне. При этом возможны следующие гипотезы:
Н1 - из первой урны во вторую переложены два белых
шара,
Н2- из первой урны во вторую переложен один белый и один черный шар,
Н3 - из первой урны во вторую переложены два черных
шара.
Найдем вероятности этих гипотез . Вероятность каждой гипотезы связана с вероятностью извлечения соответствующих шаров из первой урны. Тогда получим
Р (Н1 ) = |
|
C |
2 |
|
|
|
1 2!3! |
= 0,1, |
|||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
C52 |
5! |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Р (Н2) = |
C21C31 |
|
|
|
|
|
2! 3! 2! 3! |
= 0,6, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
C52 |
|
|
|
|
|
1!1!1! 2! 5! |
|||||||||
Р (Н3) = |
|
|
C2 |
|
|
|
3! 2!3! |
|
|
= 0,3. |
|||||||
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
C52 |
|
|
2!1!5! |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пусть А - событие, состоящее в извлечении белого шара из второй урны, если предварительно имела место одна из гипотез Нi. Условные вероятности события А будут :
Р(А/H1) = 9/10, Р(A/Н2) = 8/10, Р(A/Н3) = 7/10.
По формуле полной вероятности найдем вероятность извлечения белого шара из второй урны
Р(А) = Р(H1) Р(А/H1) + Р(H2) Р(А/H2) + Р(H3) Р(А/H3) = = 0,1 0,9 + 0,6 0,8 + 0,3 0,7 = 0,78.
Пример 10. Один из трех стрелков вызывается на линию огня и производит два выстрела. Вероятность попадания в мишень при одном выстреле для первого стрелка равна 0,3, для второго - 0,5, для третьего - 0,8. Мишень не поражена. Найти вероятность, что выстрелы произведены первым стрелком.
27
Решение. Если вероятности гипотез до опыта были Р
(Н1), Р (Н2) , ..., Р(Нn), а в результате опыта появилось со-
бытие А , то условная вероятность Р(Нk /A) с учетом появле-
ния события А вычисляется по формуле Бейеса:
Р(Нk /A) = |
P(Hk )P(A/Hk ) |
n |
|
|
P(Hi)P(A/Hi ) |
|
i 1 |
Возможны три гипотезы: H1 - на линию огня вызван первый стрелок; H2 - на линию огня вызван второй стрелок; H3 - на линию огня вызван третий стрелок. Так как вызов на линию огня любого стрелка равновозможен, то вероятности этих гипотез до опыта Р(H1) = Р(H2) = Р(H3) = 1/3.
В результате опыта наблюдалось событие А - после произведенных двух выстрелов мишень не поражена. Условные вероятности этого события
Р(А/H1) = 0,7 0,7 = 0,49; |
Р(А/H2) = 0,5 0,5 = 0,25; Р(А/H3) = |
0,2 0,2 = 0,04. |
|
По формуле Бейеса для частного случая, когда вероятности гипотезы опыта равны между собой, находим вероятность
гипотезы Н1 после опыта: |
|
|
|
|
|
Р(H1/A) = |
0,49 |
|
|
0,49 |
= 0,628 |
0,49 0,25 |
0,04 |
|
|||
|
0,78 |
|
Пример 11. Вероятность попадания в цель у стрелка р = 0,8. Производится три выстрела. Построить ряд распределения случайной величины Х – числа попаданий в цель. Найти математическое ожидание М [X] и дисперсию D [X].
Решение. Случайная величина Х может принимать значения : 0, 1, 2, 3. Вероятность того, что попаданий не будет
р (х=0) найдем по формуле Бернулли Pn (k) = Cnk pk qn k ,
здесь p = 0,8, q = 1- p= 0,2, n = 3, k = 0.
28