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

книги из ГПНТБ / Богданов, В. Н. Теория вероятностей (учебное пособие)

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
21.10.2023
Размер:
9.34 Mб
Скачать

 

-

 

 

’ !

 

 

 

0

--

3

4

5

1

6

j

1--

 

ь

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

4

|

5

 

3 I 2 j I

3

I

V -

 

 

 

 

 

 

 

*i= 2279,

2 0 .Z * ^ - 57-‘ i . X^

= ?7J-

Система уравнении

( 4 . 5 . 3 )

принимает вид:

 

 

 

 

 

 

 

7 С$

+

 

21С, + 91 С*

* 20 ■

 

 

 

 

 

 

 

 

21

С0

+

 

91

 

 

+ 441

{*1

«=

57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

91 Сс

+

441С,

f

2279 Ц -

271

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решая

систему,

находим:

Cft~

'*,£■»

 

 

-

2 ,0 7 ,

Сг~ 0 , з 3 .

 

 

Окончательно

имеем:

 

^

~

4,7Р ?,- С7%

«■ 0 ,3 3

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кроме рассказанных выше задач, метол, наименьших

квадратор

может

быть

применен

и

к'другим

задачам.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим

такой

пример..

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

для

определения

некоторых

величин

'DC

л

^

опытным

пут

выяснились

соотношении

между

ними,

причем

оказал ось ,

что

'

 

 

 

 

 

 

 

Х -гЧ ~ 5\£

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х% * 'b ^ z \'b fi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С виду

в та

система противоречивая: сложив первые два уравнения,

вступаем б

противоречие’ с

 

третьим.

Однако

ведь

возможны ошибки

эксперимента!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому постараемся

удовлетворить

системе

как

можно

то ч н е е ,

что

сумма

квадратов,

отклонений

точного

значения

величины

от её при'б

женного значения, полученного опытным путем,

была наименьшей, З

чит

надо найти

такие

 

X

 

и

^

,

для

которых

величина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

минимальна,.

 

 

Отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.Получили систему,’

161

fax, +9^

b % -tiH^ -M^VS.Hb-ib.S.-Gl,fe,

откуда

X « 3 , 3 ,

о Цг = 2 ,3 .

Конечно,

скотома

удовлетворяется

этими

значениями

линь

приближенно. Чем

больно

соотношу низ

мещу

X

и

s

пределено,

то Hi достовернее

получается

значения

X и

 

 

м:

 

 

 

 

 

 

 

• V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А н а л о г и ч н о р е ш а ю т с я д р у г и е - с и с т е м ы п р и б л и ш е н н ы х ,

в ч а с т н о с т и эм ­

п и р и ч е с к и х

у р а в н е н и и ,

е с л и ч и с л о у р а в н е н и й б о л ь ш е ,

ч у м ч и с л о

 

н е и з в е с т н ы х .

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ СОЕДИНЕНИЙ

 

 

 

Пусть

 

г

 

число

гь каких либо предметов, будем на­

имеется конечное

зывать их

элементами и обозначать буквами

 

 

 

 

 

 

^

|С>^

 

ч.У\^ Qs

 

 

 

 

Соединениями называются группы, составленные из данных элементов

по

определенному

правилу.

 

 

 

 

 

В соединение может входить любое число элементов, в том числе один

элемент, а могут входить и вое данные элементы.

\

В зависимости от правила, по Которому составляются группы элемен­ тов, соединения бывают tfpex видов: размещения, перестановки, со­

четания.

Рассмотрим эти

виды соединений:

. Размещения.

 

 

■;ЗЛ

\

,

. л

 

 

/

•.

 

из данных

 

Размещения^

элементов по Пу называются такие соеди­

нения, из которых каждое1'содержит

по элементов и которые отли~

чаются ..одно

от другого

или самими

элементами, или их порядком*.

Поставим задачу:

 

 

 

вычислить,-.сколько можно составить размещений из уь элементов по

 

fry. Число размещений

из vv

элементов по пу обозначается

.

;

 

'

 

Каждый элемент из W

данных является размещением по одному эле­

 

менту и, следовательно,

iA*v

-

 

162

Пусть известно число размещений из

гъ

элементов по лм

, то

есть

известно

Лп*1

 

Л

 

 

 

 

 

 

 

. Если к каждому из этих размещений добавить

каждый из оставинхся

элементов,

число которых равно

,

то

получим

 

 

 

размещений из

элементов по

W

 

 

 

 

 

< *

Л Of l - t

Г

 

. 1

 

 

Отсюда непосредственно получим:

 

 

 

 

 

 

так как

, *

,

то имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А *

-

 

 

-

[ k - i )

 

 

 

 

 

A * =■ А к ^ a - \ v o ] -

 

 

 

 

 

 

чАл

-

А * (л -^ -О ]

'

 

 

[л--Ь)

 

 

 

z . пДп-ОДи-!)------

Число всевозможных размещений из 1гъ элементов по гл равно произведению m последовательных целых чисел, из которых большее есть \г .

Перестановки.

Перестановками из Уь элементов называются такие соединения, в

каждое из которых входят все данные уь элементов и которые, сле­

довательно, отличаются одно от другого только порядком элементов.

Число перестановок из

л,

элементов обозначается

.

Перестановки из

уь

элементов можно рассматривать

как частный

случай размещений из

уь

элементов по гл. , когда

on-s- уь.

й следовательно^

о

 

г *

- л ъ

 

J V :

yv

* J+vv

 

vwnu, O' - УЛ/

163

Но

к4 ™::

 

i)

••••

 

 

 

 

,

отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

L 'v - ^ - o j -

 

 

 

 

 

1 «Т/^in-1) \_ln- *Х) •

• •

* * V %'l.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5V- 'll

 

 

 

 

 

 

 

 

Число

всевозможных

перестановок из

*Х‘ элементов равно

произве­

дению последовательных

натуральных

чисел

от

1

до

включи­

тельно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сочетания с

 

 

 

 

 

 

Сочетаниями из

данных

К/

элементов

по rv)

называются

такие

сое­

динения, из которых каждое содержит

Рп

элементов

и которые

отли­

чаются одно от

другого

хотя бы одним элементом»

 

* w

 

Число

сочетаний

из

гъ

элементов

по

m

обозначается

о

 

Пусть

из данных

Я/

элементов

составлены

сочетания

по

w элемен­

тов,

количество

их

 

 

.

Если

в

каждом сочетании выполнить

перестановки, число

которых равно

 

,

то

получим

 

сое­

динений, различающихся как самими элементами, так и их порядком

следования. Но такие

соединения есть

размещения из ^

элемен­

тов по

Рп

и число

их равно

 

Следовательно,

 

 

 

Отсюда

 

b ^

'

 

 

Используя выведенные выше Формулы для числа размещений и переста­

новок, получим

,

ч

I*.

 

л

 

~

та!

 

 

 

Формула для вычисления числа сочетаний может

быть записана в

другом виде.

 

 

 

 

 

Умножив числ.тель

и знаменатель

на

 

к

замечая, что

16*

 

U - '-4) '*

[»г-(

**

-

 

 

L-

 

 

- r^in-i) (In- n) ♦*

••*\ j i - (yp~0^ ' [ ' ^

M ' * * %' i -

Ъ \

получим

 

m _

vn\_______

 

 

 

t ^

rn*. (p,-no])

 

 

 

По найденной формуле запишем число

сочетаний из

Yl элементов

по (im-m)

. IVV-Л

УЪ

 

*г(

 

 

 

 

 

 

 

с.^

(m- m) 1 [in- (\г- гл)] [

1(ft- ^0 [

 

В последних двух формулах равны правые части, следовательно,рав­

ны

и левые, отсюда

получаем

следующее

свойство сочетаний:

 

 

.J ^ _

л

k ' w

 

 

.

'

 

 

^ и, “

^ 'гг

 

 

 

Пример. Даны 4 элемента

^

,

4

,

t>

, d/>. Составить из этих ,

элементов размещения по 3 элемента,

перестановки, сочетания по

3

элемента.

 

 

 

 

 

 

.

 

т>

г ъ

 

4

• 3

• 2.=

24,

сами размещения:

 

Р е ш е н и е .

J44. =

 

&W/J алЦ,сиоЦ a,dlt

 

 

 

-Uk. -fecuoL, 4vA/<vf

 

4>oU,

 

 

 

tt(tj tcul; qcUo;

 

to04.

 

 

cLtx.4 j (^4 Cu^cl/4 e. cist£ ^ci/CLt^dvt$/..

« 4 , = I • 2 * 3 • 4 = 24, перестановки:

,«i/4cU} cwiA j си4Л?acUc

^ ; }itcucij 4 c ; 4clta i

C(x4cl t c&di } t&d>bj t4ouil} оЛй/4; oct4<

c^ cl4^ •

d»4CuC

оСбЫ*, сЫ 4с

у p

= 4, сами сочетания:

 

 

• Co4c^ <хДсЦ-

cccc4^

fj"

166

Приложение

ЗНАЧЕНИЯ ИНТЕГРАЛА ВЕРОЯТНОСТЕН

1t -----------------------

 

 

0 ,0 0 0

 

ии■‘

 

II

0 ,8 2

 

 

гг-

(-

-

II

 

-

0

-

-

 

 

 

 

0 , 0 0

 

 

 

и0

 

.

00 ,9II9 5

 

 

 

 

,9 912,98 0

 

 

 

 

.........................................tiи

 

 

 

 

- ..................... -

IIиII ..

 

. . ..

 

 

 

 

 

 

0 ,0 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

!'

 

 

 

 

 

 

.

 

II

 

 

i

 

 

0

,9 914,92

5

 

 

 

0 ,0 5 6 4

 

 

0 ,8 4 21

7,0 0

 

 

 

 

0

,1

0

 

 

0

 

,1

1

 

2

 

II

 

 

li

0

 

 

,8

.

 

-

1I1I

5

_____

!1

 

 

0

,9

925,03

0

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

6

 

2X

,04

 

 

 

.

 

0

, 1

5

.

-

 

___________

|и|_______ ..

II

.

 

 

,8

_.

 

2,1

0

 

. . .

 

0

И

92

6, 03

5

 

 

 

0

 

,1

6

 

8

 

0

 

 

0

 

 

8

10

 

 

II

 

 

,9

 

0

,2

0

 

 

0

 

,2

2

 

1IIИ

 

 

II

0

 

 

,8

1'

 

16

II

5

 

 

II

 

 

0

,9

927,10

0

 

"

 

 

 

2

7

 

 

 

 

9

 

,11

 

 

 

 

 

0

, 2

5

 

0

*

7

 

6

 

3

 

 

II

II

 

,9

1

1I1,I

II

0

 

 

li

 

 

0

,9

927,16

5

 

 

 

,2

 

 

 

1

0

 

 

 

10

,23

^

 

 

 

 

0

,3

0

 

 

0

,3

2

 

8

 

||

•0...

II

 

 

1lIJI

 

1',1 1111

II,9

92 8,21

0

 

 

 

 

 

 

6

 

 

,91 2,22 59

 

 

 

II

 

 

0

* 0 , 3 5

 

0 ,3 7 9 4

 

 

II

0

 

 

,9

3

 

4

0

 

 

 

II

 

 

0

,9

92 8,25

5

 

'

 

 

 

 

 

 

 

1 ,3 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

 

 

 

0

,9

92

8, 38

 

“.

0

, 4

0

 

0

 

,4

2

 

8

 

Ij

,

1

,3 5

0

 

 

,9

4

 

3

8

 

 

 

!1

 

 

0

 

 

 

 

4

 

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

1 ,

 

п ,

у, , .

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 , 4 5 0 ,4 7 5 5

 

 

jj

 

 

 

 

 

 

 

ll

 

 

 

 

 

 

0

,9

9

9

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,51

0 ,9 5 21 3,4 02 , 3 5

 

 

0

,9

929,43

0

 

0

,5

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II 0

 

2,4055 0

 

 

,9

5

 

9

7

!.

 

. . .

i

-

 

 

0 , 5 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1и

 

 

 

0

,9

9

9

5

 

 

 

 

0,5633

 

 

|

 

1,50

0 ,9 6 6 1

 

2 . 4 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' -

 

 

 

II

 

 

 

 

 

 

 

 

0,60

 

 

 

0,6039

 

 

§

 

1,55

 

-

-

 

|1

 

.

? ..............

 

 

0

,9

9

9

6

 

.

 

 

 

 

 

 

0,97X6

II

 

2,50

 

 

 

 

 

0,65

 

 

 

0,6420

 

 

 

 

1,60

.

 

.......................... [|_________ . . . . .

 

 

 

0

,9

9

9

7

 

 

 

 

 

 

 

И

 

0,9736 J

 

2,55

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

-

 

 

||

-

 

- - —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,70

 

 

 

0,6778

 

 

§

 

-1,65

i0,9804

 

If

 

2,60

 

 

 

0

,9

9

9

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й-

 

 

 

 

 

 

0,75

„Г ,.- .11

 

 

 

"

 

Ц

:

. "

 

 

*

 

.............. ||

 

2,65’

 

 

 

0

,9

9

9

8

 

 

 

 

 

0,71X2.

 

 

1

1,70

0,9838 ...

|

 

 

 

 

 

 

0,80

 

 

0,7421

 

 

1

 

1,75

0.9867

 

8

 

2,70

 

 

 

0,9999

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

___

« ... ............ ..

 

 

0,9999

 

 

 

 

0,85

 

 

 

0,7707

 

 

I

■ 1,80

0,9891

 

|

 

2,75

 

 

 

 

 

 

 

0,90

 

 

0,7969

 

 

 

§

 

1,85

0,99X1

 

1

 

2,80.

 

 

 

0,9999

 

 

 

 

0,95

 

 

0,8209

 

 

 

8 .

1,90

0,9928'-Ж,3;

 

 

•1,0000

 

 

 

|

*

166

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.

ВЕНТЦЕЛЬ Е,С.

Теория вероятностей, И эд-з©'" Наука10,

1964.

2.

ВОЛОДИН Б ,Г,

и др. Задачник по теории вероятностей,, под редак­

 

цией Свешникова Л.А. Изд- bq "Наука", 1965.

 

3 .

ГМУРМАН В.Е.

Введение в теорию вероятностей и математическую

 

статистику. Изд-во "Высшая шкода", 1963.

 

4.

ГМУРМАН В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятнос­

 

тей к математической статистике. тЛэд-эо "Высшая шкода", 1970.

5.

ГНЕДЕНКО Б.В.

Курс теории вероятностей, Физматгиз ,

1961

6.

ПУСТМЯЫШК Е Л . Статистические методы анализа и обработки

 

наблюдений. Иэд-в© "Наук*” , I960.

 

7. СМИРНОВ Н .В .,

ДУНЙН-БАРКЮВСКИД И.В. Курс теории вероятностей

 

и математической статистики. Изд-в® "Наука", Х965.

 

 

 

 

 

I6V

 

 

 

 

 

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

Стр.

 

 

 

 

 

 

Введение ...........................................................................................................

 

 

 

 

3

Краткие сведения из истории развития теории вероят­

 

ностей ..............................................................................................

 

 

 

^

Глава 1. Случайные события.

 

 

§

1.

Основные

понятия и определения . .........................

 

7

§ 2. Умножение вероятностей ............................................ .

.

12

5 3. Сложение вероятностей ....................................................

 

14

§

4.

Полная вероятность .............................................

 

16

§

3.

Формула Бейеса

..................................... .............................

 

16

§ 6. Повторение опытов /формула Бернулли/ . . . . . . .

. .

18

Задачи кглаве

1 ..................

 

 

20

Глава П. Случайные величины

 

 

§

I .

Случайная величина и её закон распределения

. . .

36

§

2.

Законравномерной п л отн ости .....................................

 

64

§

3.

М&теыатическое ожидание случайной величины

. . .

66

§

4.

Дисперсия случайной величины ......... ..........................

 

67

§ 5. Система двух случайных величин ................................

 

68

§

6,

Геометрическая

вероятность ........................................

 

71

5

7. Безусловные законы распределения отдельных ве­

 

 

 

личин р входящих в систему .................................... ..

 

73

§

8. Условные

законы распределения отдельных величин„

 

 

 

входящих

в систему ..........................................................

 

74

§

9 .

Вероятностная

зависимость между случайными

ве­

 

 

 

личинами

......................................

..........................................

 

75

§

10. Математическое

ожидание и дисперсия случайных

 

 

 

величин, входящих в систему ........................... ..

 

76

§

I I .

Ковариация случайных величин, входящих в сис­

 

 

 

тему ..................................

 

.......................... . ........................

 

76

168

§

12.

Функции случайных аргументов .................................

 

 

77

5 13.

Математическое ожидание и дисперсия функции

 

 

 

 

 

случайных аргументов

. . . ; ............. . .....................

 

 

79

5

14.

Закон распределения линейной функции случай­

 

 

 

 

 

ного аргумента ...............................................................

 

 

 

80

5

15.

Теоремы о математическом ожидании и дисперсии

 

81

Задачи к главе П .......................................................................

 

 

; '

83

Глава Ш. Предельные теоремы.

 

 

 

 

§

I . Неравенство Чебышева ........

...........................................

 

 

119

§

2. Устойчивость средних /теорема Чебышева/ ..........

 

 

121

§

3. Устойчивость, частот ........................

 

 

 

122

§

4. Центральная предельная теорема ......................

 

 

123

§

5. Формула Лапласа........................

 

 

 

130

§

6. Закон редких явлений /закон Пуассона/ ...........

 

 

132

Задачи к главе Ш............. ................

/ .

.

 

133

 

 

 

 

 

 

Глава 1У. Обработка результатов измерений.

 

 

 

§ I . Ошибки измерений.............................................

 

 

 

140

§

2.

Оценка математического

ожидания , . . , ; ..........

.

 

I4X

§

3.

Оценка дисперсии .................

. . . . . . . . . . . . . .

 

143

§ 4.

Доверительный интервал и доверительная вероят­

 

 

 

 

ность ........................................

 

 

 

145

§

5. Метод наименьших квадратов . . . . . . . . . . .

 

 

147

§

6. Корреляционный анализ

. . . . . . . . . . Г . . . . . . . . .

.

- ,

149

Задачи к главе 1У ......................................................

 

 

 

153

Дополнение. Основные сведения из теории соединений . . . .

 

161

Приложение. Значения интеграла вероятностей . . . . . . . . .

 

 

165

Рецензент с т в пре подаватель кафедры физики

ЮеЯоКолбовский

«

В.Н.Богданов, КвН0Роженкова

Теория вероятностей

(учебно® пособие)

Редактор ГвШштмович Технический редактор (^Кузнецова

АК 00278о Подписано в печать 29/Ш -73 г а Бумага

60x84^X6. ПвЧсЛс 7 0 Учаиздал в 7„48, Заказ ХХ660 Тираж 500. Цеш 26 коп»

Типография Ярославского политехнического института ЯрославльрСоветскаадиХ4а

Отпечатано на ротапринте

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ