 
        
        5665
.pdf 
Задание 24. Если генеральная совокупность имеет нормальное распределение, то вероятность того, что выборочное среднее будет меньше генеральной средней, равна …
Варианты ответов: 1) 0; 2) 1; 3) 0,5; 4) 0,3.
| Решение. | 
 | Пусть | X ~ N a, | 2 , | тогда | известно, что | xв a | ~ N 0, 1 . Поэто- | ||
| 
 | 
 | |||||||||
| му P xв a | P | 
 | xв a | 0 0,5 . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Задание 25. Неизвестная случайная величина X имеет функцию распределения | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 0 | при | x | 0, | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | F x | x | при 0 | x | 1, | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | при | x | 1. | 
 | 
 | 
Тогда оценка параметра , полученная методом моментов, равна …
| Варианты ответов: 1) | xв ; 2) | 
 | 
 | xв | ; 3) | xв | ; 4) | 1 | xв | . | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 1 | xв | 1 xв | 
 | 1 | xв | ||||
Решение. Для того чтобы найти математическое ожидание случайной величины,
| вычислим плотность распределения f x | 
 | F | x | : | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 0 | 
 | при | 
 | x | 0, | 
 | |||
| 
 | f | x | x | 1 | при | 0 | 
 | x | 1, | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 0 | 
 | при | 
 | x | 1. | 
 | |||
| 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | x | 1 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| Тогда M X | xf x dx | x | x 1dx | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | . Из равенства теоретического | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 0 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 0 | 1 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
момента (математического ожидания) и выборочного момента (выборочного средне-
| го) получим оценку параметра | : | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | xв | xв | xв | 
 | ˆ | 
 | xв | . | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | xв | |||||
| 1 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | ||||
| Задание 26. Неизвестная случайная величина X имеет функцию распределения: | |||||||||
| 
 | 
 | F x | 0 | при | x | 0, | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 1 e x2 | при | x | 0. | 
 | 
 | 
 | |
Тогда оценка параметра , полученная методом максимального правдоподобия, имеет вид …
| Варианты ответов: 1) | xв ; 2) | 1 | 
 | ; 3) | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | ; 4) | 1 | 
 | n | 2 | . | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | xi | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | xв | 1 | n | 2 | 
 | n i | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | xi | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | n i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Решение. Найдём плотность распределения случайной величины X : | ||||||||||||||||||||||||
| f x | F | x | 
 | 
 | 
 | 0 | 
 | 
 | при | 
 | x | 
 | 0, | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 2 | xe | x2 | 
 | при | 
 | x | 
 | 0. | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| Составим функцию правдоподобия L | f | x1 | f | x2 | 
 | ... f xn | : | 
 | 
 | |||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | n | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | n | 
 | 
 | x2 | 
| L 2 x e | x12 2 | 
 | x | e | x22 | ... 2 | x | e | xn2 | 
 | 
 | 2n | n | 
 | x | i | e i 1 i . | |||||||
| 1 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | n | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 21 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
 
Оценку параметра  найдем из условия максимума логарифма функции правдо-
найдем из условия максимума логарифма функции правдо-
| 
 | 
 | 
 | 
 | n | 
 | n | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| подобия l ln L n ln 2 n ln | 
 | x | i | x 2 | . Тогда | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | dl | n | n | 
 | 
 | ˆ | 
 | 1 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | . | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | d | 
 | 
 | xi | 0 | 1 | n | 
 | ||||
| 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | x 2 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | n i 1 | i | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
Задание 27. Ежедневная заработная плата в отрасли является случайной величиной, распределённой по нормальному закону со средним 13,2 дол. и среднеквадратическим отклонением 2,5 дол. В каком интервале должна быть средняя заработная плата рабочих в компании, имеющей 25 рабочих, чтобы при уровне значимости 0,05 компанию не обвинили в заниженной или завышенной заработной плате?
Варианты ответов: 1) 12,22; 14,18 ; 2) 11,2; 15,2 ; 3) 12, 14, ; 4) 11,22; 15,18 .
; 4) 11,22; 15,18 .
Решение. Пусть X – ежедневная заработная плата рабочего. Справедливо утверждение, что средняя заработная плата в компании также имеет нормальное распреде-
| ление: | xв ~ N 13,2; 2,5 / 5 . Тогда | xв | 13,2 | 
 | ~ N 0; 1 | , и для уровня значимости 0,05 имеем | |||||||||||||||
| 
 | 
 | 0,5 | 
 | ||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | xв | 13,2 | 
 | 1,96 | 13,2 0,98 | 
 | xв | 13,2 0,98 | 
 | 
 | xв 12,22; 14,18 . | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||
| 
 | 
 | 0,5 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | Задание 28. Пусть случайная величина принимает значения -1, 0, 1 с вероятностя- | ||||||||||||||||||||
| ми | 1 | 
 | , | 1 | , | 1 | 
 | соответственно. Тогда точечная оценка величины , полученная ме- | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||
| 
 | 3 | 3 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| тодом наименьших квадратов, равна … | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||
| 
 | Варианты ответов: 1) xв ; 2) | 
 | 1 | xв | ; 3) | 
 | 2 | xв ; 4) | 
 | 3 | xв . | ||||||||||
| 
 | 2 | 3 | 2 | ||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
Решение. Так как параметр один, то рассмотрим уравнение, связывающее первые начальные моменты случайной величины X – теоретический и выборочный. Выборочным моментом будет выборочное среднее xв , а теоретическим – математическое
ожидание:
| M X | 1 | 1 | 
 | 0 | 1 | 
 | 1 | 1 | 
 | 
 | 1 | 1 | 
 | 2 | . | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 3 | 3 | 3 | 
 | 
 | 
 | 3 | 3 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| Получаем уравнение | 2 | x | 
 | , откуда ˆ | 
 | 
 | 3 | x | 
 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | в | 
 | 
 | 
 | в | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| Задание 29. Дана выборка пары случайных величин | X ,Y : | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||
| 
 | 
 | 1, 2 , | 
 | 0,3 , 1,5 . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
Тогда линейное уравнение регрессии, коэффициенты которого вычислены мето-
| дом наименьших квадратов, имеет вид … | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Варианты ответов: 1) yx 1 x ; 2) yx | 10 | 
 | 3 | x ; 3) yx | 1 | 
 | 3 | x ; 4) yx | 3 x . | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 3 | 
 | 2 | 
 | 3 | 2 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| Решение. Линейное уравнение регрессии | 
 | имеет | вид: | y a bx . | Идея метода | ||||||
наименьших квадратов состоит в минимизации суммы квадратов отклонений теоре-
| тических значений y xi | от фактических yi : | |
| 
 | 3 | 2 min . | 
| L | a bxi yi | |
| 
 | i 1 | 
 | 
| 
 | 
 | 22 | 
 
Это в данном случае равносильно равенству нулю частных производных функции L :
| L | 3 | 
 | 
 | 
 | 3 | 3 | |
| 2 a bxi | yi | 0, | 3 a | xi b | yi , | ||
| 
 | |||||||
| 
 | 
| a | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | или | 
 | 
 | i 1 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| L | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 3 | 3 | 
 | 
 | 
| 2 | a bx y | 
 | x | 
 | 0. | 
 | x | 
 | a | x2 | x | y | . | |
| 
 | i | i | 
 | i | ||||||||||
| 
 | 
 | |||||||||||||
| b | 
 | i | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i | i | i | 
 | |||
| 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | i 1 | i 1 | 
 | 
 | 
Решая систему линейных уравнений методом Крамера, получим:
| 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | yi | 
 | 
 | 
 | xi | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | i | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | xi2 | 
 | 3 | 
 | 3 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | xi yi | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | yi | 
 | xi2 | 
 | 
 | xi | 
 | 
 | 
 | 
 | xi yi | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| a | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | i 1 | i 1 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | , | 
 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | xi | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | x 2 | 
 | 
 | 
 | x | i | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | i | 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | x | i | 
 | 
 | 
 | x 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | yi | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | xi | 
 | 
 | 
 | 
 | xi yi | 
 | 3 | 
 | xi yi | xi | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | yi | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| b | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | i | 1 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | . | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | xi | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | x 2 | 
 | 
 | x | i | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i | 1 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | x | i | 
 | x 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 3 | 
 | |||||
| Из условия задачи получаем: | 
 | 
 | 
 | xi | 0, | yi | 10, | 
 | 
 | xi2 | 2, | xi yi 3 . Далее, под- | |||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i | 1 | 
 | i 1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | i | 1 | 
 | 
 | i 1 | 
 | |
| ставляя это в формулы для коэффициентов, имеем: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | a | 
 | 
 | 
 | 10 2 0 | 
 | 10 | , b | 
 | 3 3 0 | 
 | 3 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 3 2 | 0 | 
 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 3 2 | 0 | 
 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| Задание 30. Дана выборка пары случайных величин | 
 | X ,Y : | 
 | ||||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1, 2 , 0,3 , | 1,5 . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| Тогда оценка ковариации случайных величин X и Y равна … | 
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| Варианты ответов: 1) 1; 2) 0; 3) -1; 4) 3. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||||||
| Решение. Ковариация cov X ,Y | 
 | случайных величин X | 
 | и Y | определяется равен- | ||||||||||||||||||||||||||||
| ством cov X ,Y M X | 
 | 
 | M X | Y | M Y | M X Y | 
 | 
 | 
 | M X | M Y . | 
 | |||||||||||||||||||||
Заменяя математические ожидания их оценками (выборочными средними), полу-
| чим выражение для оценки ковариации: cov X ,Y | 
 | x | y | 
 | xв yв . Так как | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 1 2 0 3 1 5 | 
 | 1 0 1 | 
 | 2 | 
 | 3 | 5 | 10 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | x y | 1, xв | 0, yв | 
 | , то cov X ,Y 1 0 1. | ||||||||||
| 
 | 
 | 3 | 3 | 
 | 
 | 3 | 
 | 
 | 3 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 23 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 
Модуль 1. Случайные события
Пример 1. Бросается игральная кость. Найти вероятности следующих событий:
1)А – выпадет пять очков;
2)В – выпадет нечётное число очков;
3)С – выпадет чётное число очков.
Решение. Обратимся к классическому определению вероятности P события,
| согласно которому | 
 | 
 | 
 | |
| P | m | , | (1.1) | |
| n | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
где n – общее число элементарных исходов эксперимента, а m – число исходов, благоприятных рассматриваемому событию. В данном эксперименте (брошена игральная кость) n 6 (на кости 6 граней). Исходы, что кость упадёт на какое-нибудь ребро или какую-нибудь вершину, отбрасываются как невозможные. Итак, множеством элементарных исходов опыта является конечное множество 1, 2, 3, 4, 5, 6 . Цифра означает возможное число выпавших очков. Все благоприятные исходы какого-нибудь события А будут подмножествами выписанного множества.
| В случае события А благоприятным ему исходом является исход 5 , | то есть m | 1. | ||||||||||||||||||
| Следовательно, P A | 
 | 1 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 6 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Множеством благоприятных исходов событию В будет множество 1, 3, 5, | , а собы- | |||||||||||||||||||
| тию | С | – множество | 2, 4, 6 . | В | каждой | ситуации m 3 . Тогда | P B | 
 | 3 | 
 | 1 | , | ||||||||
| 6 | 
 | 2 | ||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| P C | 
 | 3 | 
 | 1 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 6 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| Ответы: 1) P A | 1 | ; 2) P B | 1 | 
 | ; 3) P C | 1 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 6 | 2 | 
 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
Пример 2. Бросаются две игральные кости. Найти вероятности того, что сумма выпавших очков:
1)равна десяти,
2)не менее десяти,
3)делится без остатка на три.
Решение. В этом эксперименте (бросаются две игральные кости) элементарными исходами являются возможные пары граней (пары цифр, которые означают число выпавших очков на соответствующих гранях). Из основной теоремы комбинаторики получаем, что n 6  6 36 . Благоприятные исходы к рассматриваемым событиям данного примера будут среди этих 36 элементов. При подсчёте элементарных исходов легко допустить ошибку. Например, студенты говорят, что множеством благоприятных исходов событию А (сумма очков равна 10) будет множество
6 36 . Благоприятные исходы к рассматриваемым событиям данного примера будут среди этих 36 элементов. При подсчёте элементарных исходов легко допустить ошибку. Например, студенты говорят, что множеством благоприятных исходов событию А (сумма очков равна 10) будет множество
4,6; 5,5 , что не верно.
Чтобы не допустить ошибку, выпишем все элементарные исходы в виде таблицы (первая цифра которой означает число выпавших очков на первой кости, а вторая – на другой):
24
 
| 1,1 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 
| 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,6 | 
| 3,1 | 3,2 | 3,3 | 3,4 | 3,5 | 3,6 | 
| 4,1 | 4,2 | 4,3 | 4,4 | 4,5 | 4,6 | 
| 5,1 | 5,2 | 5,3 | 5,4 | 5,5 | 5,6 | 
| 6,1 | 6.2 | 6,3 | 6,4 | 6,5 | 6,6 | 
Из этой таблицы видно, что множеством благоприятных исходов первому рассматриваемому событию будет множество 4,6; 5,5; 6,4 , то есть m A 3 , и тогда по
| формуле (1.1) имеем P A | 3 | 
 | 1 | . | |
| 36 | 12 | ||||
| 
 | 
 | ||||
Множество 4,6; 5,5; 6,4; 5,6; 6,5; 6,6 является множеством благоприятствующих исходов событию В: сумма выпавших очков будет не менее 10, то есть равна 10 или
| больше 10. Тогда m B | 6 и по (1.1) P B | 6 | 
 | 1 | . | |
| 36 | 6 | |||||
| 
 | 
 | 
 | ||||
| Исходы множества | 1,2; 1,5; 2,1; 2,4; 3,3; 3,6; 4,2; 4,5; 5,1; 5,4; 6,3; 6,6 и только они будут | |||||
благоприятны событию С: сумма выпавших очков делится на 3 без остатка. Тогда
| m С 12 и P C | 12 | 
 | 
 | 1 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 36 | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Ответы: 1) | P A | 1 | ; 2) | P B | 1 | ; 3) | P C | 1 | . | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 12 | 
 | 
 | 6 | 
 | 
 | 3 | |||
Пример 3. Акционерное собрание выбирает из 30 человек президента компании, председателя совета директоров и 5 членов совета директоров. Сколькими способами это можно сделать?
Решение. Найдём число способов выбора, используя основную теорему комбинаторики, согласно которой число различных наборов пар объектов будет ровно m  n , где m – число объектов типа А, а n – число объектов типа В. Выбрать президента и председателя совета директоров можно 30
n , где m – число объектов типа А, а n – число объектов типа В. Выбрать президента и председателя совета директоров можно 30 29 87 способами, так как выбор происходит без повторений и с учётом порядка. Из оставшихся 28 человек можно выбрать
29 87 способами, так как выбор происходит без повторений и с учётом порядка. Из оставшихся 28 человек можно выбрать
| 5 в совет директоров | C 5 | 28! | 
 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 98280 | способами, так как выбор | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 28 | 5! 23! | 
 | 2 | 3 | 4 | 5 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
происходит без повторений и учёта порядка. Поэтому искомое число способов выбора, согласно основной теореме, комбинаторики будет 87  98280 8550360.
98280 8550360.
Ответ: 8550360 способов.
Пример 4. В очереди стоят 4 женщины и три мужчины. Найти вероятность того, что все женщины стоят рядом.
Решение. В эксперименте (размещение 7 человек в очереди) имеется ровно 7! различных равновозможных исходов, так как производится выборка 7 человек из 7 возможных без повторений и с учётом порядка. Применим классическую схему определения вероятности (с n 7!). Для подсчёта числа благоприятствующих исходов событию А (все женщины находятся рядом) выясним, что возможны всего 4 схемы расположения в очереди: (ж, ж, ж, ж, м, м, м), (м, ж, ж, ж, ж, м, м), (м, м, ж, ж, ж, ж, м), (м, м, м, ж, ж, ж, ж). В каждой такой схеме при учёте порядка мы можем переставлять между собой женщин 4! способами и мужчин – 3! способами. Число благоприятству-
25
 
ющих исходов, согласно основной теореме комбинаторики, будет равно 4  4!3!. Тогда,
4!3!. Тогда,
| применяя формулу (1.1), получим P A | 4 4! 3! | 4 | . | |||
| 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 7! | 
 | 35 | |
| Ответ: P | 4 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 35 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
Пример 5. 4 клиента обращаются в 3 фирмы равновероятно. Найти вероятность, что во все фирмы будут обращения.
Решение. Так как любой из четырёх клиентов может обратиться в любую из трёх фирм, то можно применить для определения вероятности события А (во все фирмы будут обращения) классическую схему (1.1). В данном случае, так как выбор фирм
| для обращения клиентами будет производиться с повторениями, то n | 34 81. Чтобы | |||
| подсчитать | благоприятствующие для А исходы отметим, что | имеется ровно | ||
| A3 | 4! | 24 | способов размещения обращений четырёх клиентов в три фирмы и 3 схе- | |
| 
 | ||||
| 
 | ||||
| 4 | 1! | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | |
мы обращения клиентов в фирмы: (2, 1, 1), (1, 2, 1) и (1, 1, 2). Так как неважно, в ка-
| ком порядке обратятся 2 клиента в одну фирму, то | m | 3 | 24 | 36 | . Поэтому (по форму- | ||||||
| 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 2 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| ле (1.1)) имеем: P A | 36 | 
 | 4 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 81 | 9 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Ответ: P A | 4 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 9 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
Пример 6. Из 10 студентов группы, изучающих французский язык, 6 имеют оценку «отлично». Для проверки знаний отобрали четырёх студентов этой группы. Найти вероятность того, что в выборке окажется три студента, имеющих оценку «отлично» по французскому языку.
Решение. Для решения задачи составим схему:
| N | 10 | s | 6 | 
 | N | s | 4 | 
 | |
| k | 4 | 
 | r | 3 | 
 | k | r | 1 | 
 | 
| В этой схеме применены следующие обозначения: | N – число элементов всей со- | ||||||||
| вокупности; s | – | число элементов данного качества (свойства), имеющихся во всей | |||||||
| совокупности; | k | – число элементов случайной выборки без возвращения в совокуп- | |||||||
ность; r – число элементов данного качества, попавших в выборку объёма k . Согласно условию задачи, в таблице расставлены соответствующие значения N, s, k, r , а также значения чисел N s и k r .
Пусть событие А – это r элементов, попавших в выборку объёма k , имеют данное качество. Тогда из классического определения вероятности события вытекает формула
| 
 | 
 | 
 | r | k | r | 
 | |
| 
 | P A | 
 | Cs | CN | s | , | (1.2) | 
| 
 | 
 | 
 | CNk | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| где символом CMl | обозначается число сочетаний из | M элементов по l | элементов. В | ||||
| формуле (1.2) n | C Nk есть общее число элементарных исходов, а m | Csr CN s k r – | |||||
| 
 | 
 | 26 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
 
число исходов, благоприятных событию А (для его вычисления применена основная теорема комбинаторики).
В данном примере событие А состоит в том, что три студента выборки имеют оценку «отлично» по французскому языку. Тогда по (1.2)
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | C 3 | C1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | P A | 6 | 4 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | C 4 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 10 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Так как C 4 | 
 | 10 9 8 7 | 210 , C 3 | 6 5 4 | 20 , C 1 | 4 , то P A | 80 | 
 | 8 | . | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 10 | 
 | 1 2 | 3 4 | 6 | 1 2 3 | 
 | 
 | 4 | 
 | 
 | 210 | 21 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| Ответ: P | 8 | 
 | 0,38 . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 21 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Пример 7. | В датчике случайных чисел содержатся все числа из отрезка 0, 100 . | ||||||||||||||
| Найти вероятность того, что наугад извлечённое число будет из отрезка | 10, 50 . | ||||||||||||||
Решение. Применим геометрическое определение вероятности события. Пусть всем возможным результатам эксперимента соответствуют точки области , а данному собы-
| тию А – точки области D, которая является частью области | D | . Тогда | ||
| P A | mesD | , | 
 | (1.3) | 
| mes | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | |
где mesG – мера множества G (соответственно в одномерном, двумерном, трёхмерном пространствах – это длина, площадь, объём этой области).
В данном примере событие А состоит в том, что выбранное случайно число при-
| надлежит отрезку 10, 50 ; | область | – это отрезок 0, 100 , а область D – отрезок | |||||
| 10, 50 . Так как mes 100 | 0 100, | mesD 50 | 10 40 (мерами являются длины со- | ||||
| ответствующих отрезков), то, согласно (1.3), имеем P A | 40 | 0,4 . | |||||
| 
 | 
 | ||||||
| 100 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Ответ: 0,4. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| Пример 8. Имеются два круга радиусов r | 10 и r | 5 с общим центром. В боль- | |||||
шой круг наугад бросается точка. Найти вероятности следующих событий:
1)А – точка попадёт в круг меньшего радиуса;
2)В – точка попадёт в кольцо между окружностями этих радиусов.
Решение. В данном случае необходимо использовать геометрическую схему опре-
| деления вероятности, то есть формулу (1.3). В качестве области | имеем круг боль- | ||
| шего радиуса. Тогда mes | Sr 10 | 10 2 100 (мерой круга является его площадь | |
S
 r 2 ).
r 2 ).
Вслучае события А областью D является круг меньшего радиуса. Тогда
| mesD Sr 5 | 52 25 . Применив формулу (1.3), получим P A | 
 | 25 | 
 | 0,25 . | ||||
| 100 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| В случае события В областью D будет кольцо. Тогда | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | mesD Sr 10 | Sr 5 100 25 75 . | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| По формуле (1.3) получим P B | 75 | 
 | 0,75 . | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 100 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Обратим внимание, что событие В противоположно событию А. Тогда | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | P B | 1 P A , | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 27 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
 
так как сумма вероятностей противоположных событий равна единице. Так как число
| P A было уже найдено, то P B | 1 0,25 0,75 . Для вероятности события В получен | 
| тот же ответ. | 
 | 
| Ответы: 1) P A 0,25 ; 2) P B | 0,75 . | 
Пример 9. Два теплохода должны подойти к одному причалу. Время прихода обоих теплоходов независимо и равновозможно в течение восьми часов с 8.00 до 16.00. Найти вероятность того, что ни одному из теплоходов не придётся ожидать освобождения причала, если время стоянки первого теплохода – 1 час, а второго – 2 часа.
Решение. Обозначим через x – время прихода первого теплохода, а через y – время прихода второго теплохода. Для того чтобы теплоходы не ожидали освобождения причала, необходимо либо x y 2 , либо y x 1.
Используем геометрическую схему определения вероятности события А (формулу (1.3)). Изобразим x и y как координаты на плоскости, в качестве единицы масштаба выберем 1 час. Всевозможные исходы представляются точками квадрата со стороной 8, а благоприятствующие событию А располагаются в заштрихованной области (рисунок 4).
| y | 
| 8 | 
| 1 | 
| 0 | 2 | 8 | x | 
| Рисунок 4 – Рисунок примера 9 | 
 | ||
Искомая вероятность равна отношению площади заштрихованной фигуры (два равнобедренных прямоугольных треугольника с катетами, равными 6 и 7 соответственно) к площади квадрата:
| 
 | 
 | 1 | 6 | 2 | 1 | 7 | 2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| P A | 
 | 2 | 
 | 2 | 
 | 
 | 36 | 49 | 
 | 85 | . | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 82 | 
 | 
 | 128 | 
 | 128 | |||||
Ответ: P A 12885 .
 12885 .
Пример 10. Первый стрелок поражает мишень в 80 % случаев, а второй – в 60 %. Стрелки сделали по одному выстрелу в мишень. Найти вероятности событий:
1)B0 – оба стрелка промахнутся;
2)B1 – попадёт только один какой-нибудь стрелок;
3)B2 – попадут оба;
4)B – попадёт в мишень хотя бы один из них.
Решение. Решение подобных задач связано с применением понятий алгебры событий, теорем сложения и умножения вероятностей. При этом необходимо знать такие понятия, как зависимые, независимые, совместные и несовместные события.
28
 
Введём вспомогательные события: 1) A1 – первый стрелок попадёт в мишень, 2) A2 – второй стрелок попадёт в мишень. По условию имеем: P A1  0,8; P A2
 0,8; P A2  0,6 (на основе обследования стрелков применено статистическое определение вероятно-
 0,6 (на основе обследования стрелков применено статистическое определение вероятно-
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| сти случайного события). Введём также противоположные события: A1 | – первый | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| стрелок не попадёт (промахнётся), A2 | – | 
 | второй промахнётся. Тогда | P A1 0,2 , | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| P A2 0,4 (сумма вероятностей противоположных событий равна единице). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | Очевидно событийное равенство B0 | A1 | A2 . Тогда, | ввиду независимости событий, | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| получим | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 0,2 0,4 0,08 . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | P B0 | P A1 A2 | 
 | P A1 | P A2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||||||||
| 
 | Событие B1 | можно представить как B1 | A1 A2 | A1 A2 . При этом очевидно, что собы- | ||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| тия A1 A2 и A1 A2 не совместны. Применив теорему сложения несовместных событий и | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| учитывая независимость событий, стоящих в произведениях, получим | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 0,2 0,6 0,44 . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | P B1 | P A1 | P A2 | P A1 | P A2 | 0,8 0,4 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||||
| 
 | Так как B2 | A1 | A2 , то по теореме умножения вероятностей независимых событий | |||||||||||||||||||||||||||||||||||
| получим, что P B2 | 0,8 0,6 0,48 . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | Обратим внимание на то, что события B0 , B1 , | B2 образуют полную группу событий. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Известно, что сумма вероятностей событий, образующих полную группу, равна еди-
| нице. Очевидно, что для B0 , B1 , B2 | 
 | это свойство выполняется: | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||
| 
 | 
 | P B0 | P B1 | 
 | P B2 | 0,08 | 0,44 | 
 | 0,48 | 1. | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| Вероятность четвёртого события B можно найти различными способами, исполь- | ||||||||||||||||||||||
| зуя алгебру событий. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Во-первых, из определения суммы событий вытекает равенство B | A1 | A2 . Так | ||||||||||||||||||||
| как A1 и A2 совместны, | то можно применить теорему сложения вероятностей сов- | |||||||||||||||||||||
| местных событий, то есть равенство | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | P A1 | A2 | P A1 | P A2 | P A1 A2 . | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| Тогда P B | 0,8 0,6 | 0,8 | 0,6 | 0,92 . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Во-вторых, очевидно равенство | B | B1 | B2 , и по аксиоме сложения вероятностей | |||||||||||||||||||
| несовместных событий B1 , B2 | получим | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | P B | P B1 | P B2 | 0,44 | 0,48 0,92 . | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| В-третьих, ясно, что B противоположно B0 . Тогда P B | 1 P B0 | 1 | 0,08 | 0,92 . | ||||||||||||||||||
| Все три способа вероятности события B привели к одному и тому же результату. | ||||||||||||||||||||||
| Ответы: 1) P B0 | 0,08 ; 2) P B1 | 0,44 ; 3) | P B2 | 0,48 ; 4) P B | 0,92 . | 
 | 
 | |||||||||||||||
| Пример 11. Пусть при испытаниях могут иметь место события | A и B , при этом | |||||||||||||||||||||
| известно, что P A | 0,7 ; | P B | 0,5 ; | 
 | P AB | 0,3 . Найти условные вероятности события | ||||||||||||||||
| B при условиях, что событие A произошло или не произошло. | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||||||
| Решение. | Так как P A | P B | 
 | 
 | 
 | 0,7 | 0,5 | 1,2 | 1, | 
 | то события A | и B | совместны. | |||||||||
| Справедливы равенства | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | и | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | P A , откуда найдём услов- | ||||||||
| P B | P AB | P AB | 
 | P A | 1 | |||||||||||||||||
| ные вероятности события B по формулам: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | P | B | 
 | P AB | 
 | 
 | 0,3 | 
 | 3 | , | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | A | 
 | 
 | 
 | 
 | P A | 
 | 0,7 | 7 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 29 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| P | 
 | B | P AB | 
 | P B | P AB | 0,5 | 0,3 | 0,2 | 
 | 2 | . | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | A | P A | 1 | P A | 1 | 0,7 | 0,3 | 3 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||||
Ответы: 1) PA B 73 ; 2) PA B
 73 ; 2) PA B 23 .
 23 .
Пример 12. Студент выучил 40 вопросов из 50, имеющихся в списке экзаменационных вопросов. В каждый билет преподаватель внёс случайно два вопроса из списка. Найти вероятность того, что студент знает оба вопроса своего билета.
Решение. Пусть A – студент знает первый вопрос своего билета, а B – знает второй вопрос. Тогда AB означает, что он знает оба вопроса. Так как A и B – зависимые события, то по теореме умножения имеем
| 
 | 
 | P AB P A P B | 40 | 39 | 
 | 156 | . | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | A | 50 | 49 | 245 | |||
| 
 | 
 | 
 | ||||||
| Ответ: | 156 | . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 245 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
Пример 13. В урне имеются 10 шаров, из которых 6 белые, а остальные – чёрные. Из неё подряд извлекают 3 шара, не возвращая их обратно. Найти вероятность собы-
| тия A – все три шара являются чёрными. | 
 | 
 | ||||||||
| Решение. | Для | нахождения | вероятности P A можно | применить | классическое | |||||
| определение | вероятности и | формулу (1.2). Так как | N 10 , s | 4 , k 3, то | ||||||
| P A | C43 C60 | 
 | 4 1 | 1 | . | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| C 3 | 120 | 30 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 10 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
Другой способ состоит в применении теоремы умножения вероятностей зависимых событий, то есть формулы
| P A1 A2 A3 | P A1 | PA | A2 | PA A A3 . | (1.4) | |
| 
 | 
 | 1 | 
 | 1 | 2 | 
 | 
| Для этого введём обозначения событий: | A1 | – первый взятый шар является чёрным, | ||||
| A2 – второй взятый шар чёрный, A3 | – третий взятый шар чёрный. Так как шары не | |||||
возвращаются, то эти события зависимы, и при этом, согласно определению произве-
| дения | 
 | событий, | справедливо равенство A A1 A2 A3 . Тогда из (1.4) имеем, что | |||||||||
| P A | 
 | 4 | 
 | 3 | 
 | 2 | 
 | 1 | . | 
 | ||
| 10 | 9 | 8 | 
 | 30 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| Ответ: P A | 
 | 1 | . | |||||||||
| 30 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
Пример 14. Найти надёжность системы, состоящей из двух последовательно соединённых элементов, работающих независимо друг от друга, при указанной на ри-
| сунке 5 надёжности каждого элемента Ai i | 1, 2 этой системы. | |||||||
| 
 | 
 | A1 | 
 | 
 | A2 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 0,9 | 
 | 
 | 0,8 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
Рисунок 5 – Схема соединения системы
Решение. Надёжностью элемента (системы) называют вероятность безотказной работы в течение определённого времени этого элемента (системы).
30
