
- •Дискретные случайные величины
- •Задачи
- ••Для получения многоугольника распределения, представим данные таблицы графически.
- •• Числовые характеристики:
- •• Вероятность попадания в интервал:
- •• 6.8.5. Вероятность того, что автомат при опускании одной монеты срабатывает правильно, равна
- •• 6.8.19. Подброшены 2 игральные кости. Построить ряд
- •Домашнее задание
Дискретные случайные величины
Практическое занятие по Теории вероятностей и математической статистике
• |
Необходимо уметь: |
• |
Строить закон распределения с.в. X по условиям задачи |
|
P( X xi ) pi (представлять его в виде ряда и |
|
многоугольника распределения). |
•Строить функцию распределения вероятностей с.в. FX (x), зная закон распределения и наоборот.
•Вычислять числовые характеристики с.в. MX , DX , X и др., зная закон распределения.
•Вычислять вероятность попадания с.в. в интервал P(a X b),
зная закон распределения.
Для построения закона распределения необходимо правильно определить какие значения может принимать с.в. и вычислить вероятности всех этих значений.

Задачи
• 6.8.1,6.8.8. В урне 4 белых и 3 черных шара. Из нее последовательно извлекаются шары до первого появления белого шара. Построить ряд и многоугольник распределения с.в. X - числа извлеченных шаров. Найти функцию распределения и числовые характеристики.
•Решение. Определим, какие значения может принимать с.в. X . Минимальное значение X 1, т.к. по крайней мере 1 шар необходимо извлечь. Максимальное значение X 4, т.к. четвертый шар точно будет белым. Вычислим вероятности:
p P( X 1) 4 |
, p P( X 2) 3 4 2 , |
p P( X 3) 3 2 4 |
4 |
, |
|||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
1 |
7 |
2 |
|
|
7 6 |
7 |
|
3 |
|
|
|
|
7 6 5 |
35 |
|
||||
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|||||||||||
|
P( X 4) 3 2 1 4 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
p4 |
. |
Для проверки: pi 1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
35 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
7 |
6 5 4 |
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|||||
Запишем ряд распределения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
|
1 |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
pi |
|
4 |
|
|
2 |
|
|
|
4 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
7 |
|
|
35 |
|
|
|
35 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•Для получения многоугольника распределения, представим данные таблицы графически.
• Функция распределения |
F (x) P( X x), x R1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x ( ,1] |
FX (x) P( X 1) 0 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
x (1, 2] |
F (x) P( X 2) |
P( X 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
2 6 |
|
|
|
|||
x (2,3] |
F (x) P( X 3) |
P( X 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
P( X 2) 4 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
7 |
7 |
|
|
|
||
x (3, 4] |
F (x) P( X 4) P( X 1) P( X 2) P( X 3) 4 |
2 |
4 |
34 |
||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
7 |
35 |
35 |
|
|
|
|
F (x) P( X ) 4 2 |
4 |
|
1 |
|
|
||||||||||||||
x (4, ) |
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
7 |
7 |
35 |
35 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
0, |
x 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
4 |
, |
1 x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
2 |
|
6 |
, |
2 x 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
FX (x) |
7 |
7 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
34 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
4 |
|
2 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
7 |
|
7 |
|
|
35 , |
3 x 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
x 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

• Числовые характеристики:
MX xi |
pi 1 4 2 2 |
3 4 |
4 1 |
56 |
1.6 |
|
|
||||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
7 |
7 |
|
35 |
|
35 |
|
35 |
|
|
|
|
|||
n |
|
1 4 |
4 2 |
|
|
4 |
16 1 |
|
|
|
|||||
DX xi2 pi MX 2 |
9 |
|
1.62 |
0.64 |
|||||||||||
|
|||||||||||||||
i 1 |
|
|
7 |
|
|
7 |
35 |
|
35 |
|
|
|
|||
X DX 0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
• Момент |
порядка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
• |
Центральный момент k-го порядка: |
||
k MX |
k |
xi pi |
|
|
|
k |
|
|
|
|
i 1 |
• |
Мода распределения: n |
||
k M X |
MX k xi MX k pi |
i 1
X 1
• Вероятность попадания в интервал: |
P(a |
|
|
|
|
||||||
X |
b), |
||||||||||
P( 10 X 3) P( X 1) P( X 2) |
4 |
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
7 |
|
|
7 |
|
|
|
P( X 2) P( X 3) P( X 4) |
4 |
|
|
2 |
|
|
|
6 |
|
||
|
|
|
|
35 |
|
||||||
|
35 |
35 |
|
|
|
||||||
Смотрим, какие значения |
попадают в интервал и складываем |
||||||||||
соответствующие вероятности. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• |
6.8.4,6.8.25. Три |
стрелка, |
ведущие |
огонь |
по цели, сделали по |
|||||||
одному выстрелу. Вероятности их попадания в цель соответственно |
||||||||||||
|
равны 0.5, 0.6, 0.8. Построить ряд и функцию распределения с.в. X |
|||||||||||
|
числа попаданий в цель. Найти числовые характеристики. |
|||||||||||
• |
Решение. Минимальное значение |
|
, т.к. в цель может не |
|||||||||
попасть никто. Максимальное значение |
|
если в цель попадут все |
||||||||||
|
трое. Вычислим вероятности: |
X 0 |
|
|
|
|||||||
|
X 3, |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
- никто не попал |
- попал только один |
||||||
|
p1 0.5 0.4 0.2 0.04 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
p |
0.5 0.4 0.2 0.5 0.6 0.2 0.5 0.4 0.8 0.26 - попали только двое |
||||||||||
|
2 |
|
|
|
- все попали |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p3 |
0.5 0.6 0.2 0.5 0.6 0.8 0.5 0.4 0.8 0.46 |
|
|
|
|||||||
|
Запишем ряд распределения: |
|
|
|
|
|||||||
|
p4 0.5 0.6 0.8 0.24 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pi 1 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
|
0 |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
pi |
0.04 |
|
0.26 |
|
0.46 |
|
0.24 |
|

• |
Функция распределения |
F |
(x) P( X x), x R1 |
|||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
X |
|
|
0, |
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
0 x 1 |
|
|
|
|
0.04, |
|
|
|
||
|
|
|
|
1 x 2 |
||
|
FX (x) 0.04 0.26 0.3, |
|||||
|
0.04 0.26 0.46 0.76, |
2 x 3 |
||||
|
|
x 3 |
|
|
|
|
• |
1, |
|
|
|
||
Числовые |
характеристики: |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
n
MX xi pi 0 0.04 1 0.26 2 0.46 3 0.24 1.9
i 1
n
DX xi2 pi MX 2 0 0.04 1 0.26 4 0.46 9 0.24 1.92 0.65
•Вероятностьi 1 попадания в интервал:
X DX 0.81
P(1 X 3) P(X 1) P( X 2) 0.26 0.46 0.72
• |
6.8.10 б). Задана функция распределения с.в. |
X. |
Найти ряд |
|||||||
|
распределения. |
|
0, |
x 1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
1 x 3 |
|
|
||
|
|
|
|
|
0.2, |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
FX (x) 0.35, 3 x 6 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
6 x 8 |
|
|
||
|
Решение. Значениями с.в. |
0.8, |
|
|
||||||
|
будут концы интервалов значений |
|||||||||
|
|
|
|
|
1, |
|
x 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т.е. |
|
|
|
|
|
FX (x). |
|||
|
|
X |
|
|
|
|||||
|
|
X 1,3,6,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p1 0.2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
p2 0.35 0.2 0.15 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
p3 0.8 0.35 0.45 |
|
|
|
4 |
|
|
|
||
|
p4 1 0.8 0.2 |
|
|
|
pi 1 |
|
|
|||
|
|
|
|
i 1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
|
1 |
3 |
|
6 |
|
8 |
|
|
|
pi |
|
0.2 |
0.15 |
|
0.45 |
|
0.2 |
|

• 6.8.5. Вероятность того, что автомат при опускании одной монеты срабатывает правильно, равна 0.98. Построить ряд распределения с.в.
X |
числа опусканий монет в автомат до первого правильного |
|
срабатывания автомата. Найти вероятность того, что будет опущено 5 монет. Решить те же задачу при условии, что в наличии всего 3 монеты.
•Решение. Заметим, что в первом варианте задачи количество монет не ограничено, т.е. с.в. X может принимать сколь угодно большое целое значение. Минимальное же ее значение равно 1.
p1 0.98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 0.02 0.98 0.0196 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
p3 0.022 0.98 0.000392 |
|
|
|
|
|
|
|
pi 1 |
|||||||||
p4 0.02 |
3 |
0.98 0.00000784 |
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
p5 0.024 0.98 0.0000001568 |
|
- вероятность, что будет опущено 5 |
|||||||||||||||
монет |
|
xi |
|
1 |
|
2 |
|
3 |
|
4 |
|
5 |
|
… |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
pi |
|
|
0.98 |
|
0.0196 |
|
0.000392 |
|
0.00000784 |
|
0.0000001568 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
• С.в. |
X имеет геометрическое распределение с законом |
|
|
|
|
P( X m) qm 1 p
• |
Если в наличии всего 3 монеты, то максимальное значение с.в. X 3 |
|||
|
p1 0.98 |
|
|
|
• |
p2 0.02 0.98 0.0196 |
- т.к. при опускании 3 монеты автомат |
||
|
2 |
|
||
|
может сработать или нет, но опыт все равно закончится. |
|||
|
p3 0.02 |
|
(0.98 0.02) |
0.0004 |
3 |
|
|
|
|
pi 1 |
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
|
1 |
2 |
3 |
pi |
|
0.98 |
0.0196 |
0.0004 |
|
|
|
|