- •Рязань 2012
- •Введение
- •Глава 1. Предел функции
- •1.1. Определение предела
- •1.2. Операции над пределами
- •1.3. Замечательные пределы
- •1.4. Примеры
- •1.5. Варианты заданий
- •1.6. Контрольные вопросы Глава 2. Производная и дифференциал
- •2.1 Понятие производной
- •2.2. Геометрический и физический смысл производной
- •2.3. Таблица производных
- •2.4. Основные правила дифференцирования
- •2.5. Производные высших порядков
- •2.6. Дифференциал функции
- •2.7. Геометрический смысл и свойства дифференциала
- •2.8. Дифференциалы высших порядков
- •2.9. Примеры
- •2.10. Варианты заданий
- •2.11. Контрольные вопросы
- •Глава 3. Исследование функций и построение графиков
- •3.1. Промежутки монотонности и знакопостоянства
- •3.2. Экстремумы функции
- •3.3. Выпуклость и вогнутость функции. Точка перегиба
- •3.4. Асимптоты
- •3.5.Общая схема исследования функции и построение графиков
- •3.6. Примеры
- •3.7. Варианты заданий
- •3.8. Контрольные вопросы
- •Глава 4. Функции нескольких переменных
- •4.1. Определение функции нескольких переменных
- •4.2. Частные производные
- •4.3. Полный дифференциал
- •4.5. Примеры
- •4.6. Варианты заданий
- •4.7. Контрольные вопросы Глава 5. Численное дифференцирование
- •5.1. Формулы для вычисления первой производной
- •5.2. Формулы второй производной
- •5.3. Примеры
- •5.4. Варианты заданий
- •5.5. Контрольные вопросы Глава 6 Основы интерполяции.
- •6.1. Постановка задачи
- •Интерполяционные формулы конечных разностей
- •6.3. Интерполяционные формулы центральных разностей
- •6.4. Интерполирование функции с не равноотстоящими узлами
- •6.5. Варианты заданий
- •6.6. Контрольные вопросы Глава 7. Неопределенный интеграл
- •7.1. Первообразная функция и неопределенный интеграл
- •7.2. Основные свойства неопределенного интеграла
- •7.3. Таблица простейших интегралов
- •7.4. Основные методы интегрирования
- •7.4.1. Непосредственное интегрирование
- •7.4.2. Метод подстановки (замена переменной)
- •7.4.3. Интегрирование по частям
- •7.5. Примеры
- •7.6. Варианты заданий
- •7.7. Контрольные вопросы
- •Глава 8. Определенный интеграл
- •8.1. Основные понятия и свойства определенного интеграла
- •Свойства определенного интеграла
- •8.2. Основные методы интегрирования
- •8.2.1. Формула Ньютона-Лейбница
- •8.2.2. Метод подстановки
- •8.2.3. Интегрирование по частям
- •8.3. Примеры
- •8.4. Варианты заданий
- •8.5. Биологические, физические и медицинские приложения определенного интеграла
- •8.5.1. Примеры задач прикладного характера.
- •8.5.2. Примеры решения задач.
- •8.5.3. Варианты заданий
- •Глава 9. Численное интегрирование
- •9.1. Формула прямоугольников
- •9.2. Формула трапеций
- •9.3. Метод средних
- •9.4. Формула Симпсона
- •9.5. Примеры
- •9.6. Варианты заданий
- •9.7. Контрольные вопросы
- •Глава 10. Дифференциальные уравнения
- •Основные определения
- •10.2. Уравнения с разделяющимися переменными
- •10.3. Однородные уравнения первого порядка
- •10.4. Линейные уравнения первого порядка
- •9.5. Примеры
- •I. Метод Лагранжа
- •II. Метод Бернулли
- •1) Метод вариации произвольной постоянной
- •2) Метод подстановки
- •10.6. Варианты заданий
- •10.7. Применение дифференциальных уравнений в биологии и медицине.
- •10.8. Варианты заданий
- •10.9. Контрольные вопросы
- •Глава 11. Численные методы решения дифференциальных уравнений
- •11.1. Метод Эйлера
- •10.2. Метод Рунге – Кутта
- •10.3. Примеры
- •11.4. Варианты заданий
- •11.4. Контрольные вопросы
- •Глава 12. Элементы теории вероятностей
- •12.1. Случайное событие
- •12.2. Комбинаторика
- •12.3. Вероятность случайного события
- •Закон сложения вероятностей
- •12.5. Варианты заданий
- •12.6. Условная вероятность, закон умножения вероятностей
- •12.7. Варианты заданий
- •12.8. Формулы полной вероятности и Байеса
- •12.9. Варианты заданий
- •11.10. Формулы Бернулли, Пуассона и Муавра-Лапласа
- •12.11. Варианты заданий
- •12.2. Случайные величины
- •12.2.1. Закон распределения случайной величины
- •12.2.2. Функция распределения случайных величин
- •12.2.3. Числовые характеристики дискретной случайной величины
- •12.2.4. Плотность вероятности непрерывных случайных величин
- •12.2.5. Нормальный закон распределения
- •12.3. Варианты заданий
- •Глава 13. Статистический анализ результатов исследований
- •13.1. Основные понятия математической статистики
- •13.1. Варианты заданий
- •13.2. Статистические оценки параметров распределения. Выборочные характеристики
- •13.2.1. Характеристики положения
- •13.2.2. Характеристики рассеяния вариант вокруг своего среднего
- •13.3. Варианты заданий
- •13.4. Оценка параметров генеральной совокупности по ее выборке
- •13.4.1. Точечная оценка параметров генеральной совокупности
- •13.5. Варианты заданий
- •13.6. Интервальная оценка параметров генеральной совокупности
- •13.7. Варианты заданий
- •1.8. Контрольные вопросы
- •Глава 14. Корреляционный и регрессионный анализ
- •14.1. Функциональная и корреляционная зависимости
- •14.2. Коэффициент линейной корреляции и его свойства
- •14.3. Проверка гипотезы о значимости выборочного коэффициента линейной корреляции
- •14.4. Выборочное уравнение линейной регрессии. Метод наименьших квадратов
- •14.5. Нелинейная регрессия
- •14.6. Варианты заданий
- •Приложение
- •Критические значения выборочного коэффициента корреляции
- •Критерий Колмогорова – Смирнова Точные и асимптотические границы для верхней грани модуля разности истинной и эмпирической функции распределения
- •Распределение Пирсона (х2 – распределение)
- •Распределение Фишера – Снедекора (f-распределение)
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Глава 13. Статистический анализ результатов исследований 150
- •Глава 14. Корреляционный и регрессионный анализ 168
Закон сложения вероятностей
Сумма двух событий – это такое событие, при котором появляется хотя бы одно из этих событий (А или В).
Если А и В совместные события, то их сумма А + В обозначает наступление события А или события В, или обоих событий вместе.
Если А и В несовместные события, то сумма А + В означает наступление или события А или события В.
Вероятность суммы несовместных событий равна сумме вероятностей этих событий: Р(А + В) = Р(А) + (В).
Вероятность суммы двух совместных событий равна сумме вероятностей этих событий без вероятности их совместного появления:
Р(А +В) = Р(A) + P(В) – Р(АВ).
Сумма вероятностей дискретных событий, образующих полную группу, равна единице P(A1)+P(A2)+…+P(An)=1 или .
Сумма вероятностей противоположных событий равна единице:
Р(А) + Р() = 1 ,
Вероятность того, что у взрослого пациента все зубы сохранились равна 0,67. Вероятность того, что некоторые зубы отсутствуют равна 0,24. Вероятность того, что он беззубый равно 0,09. Вычислить вероятность того, что у пациента несколько зубов.
Решение: Р(А +В) = Р(А) + Р(В) = 0,67 + 0,24 = 0,91.
Вероятность попадания в опухолевую клетку "мишень" первого радионуклида равна Р(A1) = 0,7, а второго – Р(A2) = 0,8. Найти вероятность попадания в клетку-"мишень", если бы одновременно использовались оба препарата.
Решение: Р(А1 + A2) = Р(А1) + Р(A2) – Р(А1A2) = 0,7 + 0,8 – 0,56 = 0,94.
В большой популяции плодовой мушки 25% мух имеют мутацию глаз, 50% – мутацию крыльев, а 40% мух с мутацией глаз имеют и мутацию крыльев. Какова вероятность того, что у мухи, наудачу выбранной из этой популяции, окажется хотя бы одна из этих мутаций?
Решение: А – событие, состоящее в том, что случайно выбранная муха имеет мутации глаз. В – событие, состоящее в том, что случайно выбранная муха имеет мутацию крыльев. Вероятность того, что муха имеет одну или обе мутации: Р(А + В) = Р(А) + Р(В) – Р(АВ). Тогда
Р(А + В) = 0,25 + 0,5 – 0,4 0,25 = 0,65.
12.5. Варианты заданий
№12.1. В коробке 30 таблеток: 10 красных, 5 желтых, 15 белых. Найти вероятность появления цветной таблетки (т.е. или красной или желтой).
№12.2. В картотеке имеются истории болезней 8 пациентов. Если наугад взять первую, затем вторую, третью и т.д. истории болезней, то какова вероятность в каждом случае изъятия нужной истории болезни? Предполагается, что искомая история болезни имеется в картотеке. Рассмотрите 2 варианта: а) взятые истории болезней не возвращаются в картотеку; б) взятые истории болезней каждый раз возвращаются в картотеку и хаотически располагаются в ней.
№12.3. В коробке имеется 7 желтых и несколько белых таблеток. Какова вероятность вытащить белую таблетку, если вероятность вытащить желтую таблетку равна .Сколько белых таблеток в коробке?
№12.4. Наудачу выбрано натуральное число, не превосходящее 10. Какова вероятность того, что это число является простым?
№12.5. Набирая номер телефона, абонент забыл одну цифру, и набрал ее наугад. Какова вероятность того, что набранная цифра правильная?
№12.6. Одна секретарша напечатала 5 различных писем и надписала 5 конвертов с адресами. Предположим, что она вкладывает письма в конверты случайным образом. Какова вероятность того, что ровно четыре письма будут вложены в конверты с адресами тех лиц, кому они предназначены?
№12.7. Числа от 1 до 100 записывают на полосках бумаги, которые помещают в чашу. После продолжительного встряхивания случайным образом извлекают одну полоску.
а) Какова вероятность того, что появится число, делящееся на 3?
б) Какова вероятность того, что появится число, делящееся на 3 и на 5?
№12.8. Профессор выставляет 20 разных оценок за контрольные работы 20 студентов группы и заносит их в компьютер. При распечатке ведомости из-за ошибки в компьютере оценки случайно смешались.
а) Какова вероятность того, что каждый студент получит свою верную оценку?
б) Какова вероятность того, что ровно 19 студентов получат свои верные оценки?
№12.9. В клетке содержат 6 белых и 4 серых мыши. Рассмотрим эксперимент, состоящий в случайном извлечении из клетки трех мышей.
а) Опишите пространство выборок этого эксперимента.
б) Вычислите вероятность для четырех возможных комбинаций цвета мышей (3 белых, 2 белых и 1 серая и т.д.).
№12.10. Из 20 человек, одновременно заболевших гриппом, 15 выздоровели полностью за три дня. Предположим, что из этих 20 человек случайным образом выбиралось 5. Какова вероятность того, что все 5 выздоравливают за три дня? что выздоравливают только 4 человека? что ни один не выздоравливает?
№12.11. Требуется выбрать наудачу 10 человек из группы в 10 мужчин и 10 женщин.
а) Какова вероятность того, что выбрано 10 мужчин?
б) Какова вероятность того, что выбрано больше мужчин, чем женщин?
в) Какова вероятность того, что выбрано по крайней мере 8 мужчин?
№12.12. За игрушечной пишущей машинкой с буквами A, В, С, D и Е сидит шимпанзе. Если шимпанзе печатает четыре случайных буквы, то:
а) какова вероятность того, что окажется напечатанным слово «BEAD» («шарик»)?
б) какова вероятность того, что все напечатанные буквы одинаковы?
№12.13. Участники жеребьевки тянут из ящика жетоны с номерами от 1 до 100. Найти вероятность того, что номер первого наудачу извлеченного жетона не содержит цифры 5.
№12.14. В сосуд емкостью 10 л попала ровно одна болезнетворная бактерия. Какова вероятность зачерпнуть ее при наборе из этого сосуда стакана воды (200 см3)?
№12.15. Вероятность того, что некий человек умрет на 71-м году жизни, равна 0,04. Какова вероятность того, что человек не умрет на 71-м году?
№12.16. При изучении миграций белого медведя девять медведей были помечены числами от 1 до 9. Три медведя отловлены повторно.
а) Пусть Аi обозначает событие, состоящее в том, что i-й отловленный медведь помечен четным числом. Какова вероятность Р(A1), Р(А2), Р(А3)?
б) Найдите события A1+A2 и A1+А2+А3.
№12.17. В ванну, где содержатся 3 рыбы: А, В и С, время от времени помещают кусочки пищи. Каждый раз, когда бросают кусочек, рыбы конкурируют за него. Допустим, что за длительный период было установлено, что А или В добивались успеха в течение времени, а А или С в течение всего времени наблюдения. 1) Какова вероятность того, что добивается успеха рыба A? 2) Какая из рыб накормлена лучше
№12.18. В некоторую больницу поступают пациенты с четырьмя видами болезней. Многолетние наблюдения показали, что этим группам соответствуют относительные частоты 0,1; 0,4; 0,3; 0,2. Для лечения заболеваний с частотой 0,1 и 0,2 необходимо переливание крови. Какое количество больных следует обеспечить кровью, если в течение месяца поступило 1000 больных
№12.19. Опухоль-"мишень" разделена на три области. При использовании радионуклидного препарата вероятность поражения первой области равна 0,45; второй - 0,35. Найти вероятность того, что при однократном использовании радионуклид попадет либо в первую, либо во вторую область.
№12.20. Брошена игральная кость. Найти вероятность того, что выпадет четное или кратное трем число очков.
№12.21. Консультационный пункт университета получает пакеты с контрольными работами из городов A, В и С. Вероятность получения пакета из города A равна 0,6, а из города В - 0,1. Найти вероятность того, что очередной пакет будет получен из города С.
№12.22. С первого предприятия поступило 200 пробирок, из которых 190 стандартных, а со второго - 300, из которых 280 стандартных. Найти вероятность того, что наудачу взятая пробирка будет стандартной.
№12.23. На тридцати историях болезни написаны 30 двузначных чисел от 1 до 30 (их порядковые номера). Эти истории болезни лежат на полке в случайном порядке. Какова вероятность вынуть историю болезни с номером кратным 2 или 3?
№12.24. В некоторой популяции у 40% людей волосы темные, у 40% — рыжие и у 20% —светлые. В этой популяции у всех темноволосых людей глаза карие, у всех светловолосых — голубые, у одной половины рыжеволосых — голубые, а у другой — карие. Пусть А1, А2 и А3 — события, состоящие в том, что у человека соответственно темные, рыжие и светлые волосы, и пусть B1 и В2 соответственно обозначают карие и голубые глаза.
а) Найдите Р(А1), Р(B1), Р(В2) и Р(А1+B2).
б) Опишите событие А1+A2+A3. Найдите вероятность этого события.
№12.25. В популяции из 2000 плодовых мушек у 250 особей обнаруживают рецессивный признак крыла W и у 150 - рецессивный признак глаза Е. Предположим, что у 50 мушек обнаруживают оба признака. Для эксперимента по скрещиванию из популяции выбирают одну мушку.
а) Какова вероятность, что у этой мушки будет признак W? E?
б) Какова вероятность, что присутствует признак W и E?
в) Вычислите Р().