Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 466

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
433.09 Кб
Скачать

Задача № 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