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

книги из ГПНТБ / Ефимов, М. И. Элементы теории вероятностей в задачах (с решениями) рекомендовано Мин.образования

.pdf
Скачиваний:
21
Добавлен:
21.10.2023
Размер:
8.83 Mб
Скачать

2 5 9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

 

- м ( * ‘ Ь

И р

 

(

 

- J b ,

I х*1/к*-хг’ dx .

 

 

 

 

 

 

-n

 

 

' 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

 

 

 

 

Положим

x

=

R Sint

.Тогда Д (х) = ^ r j V

s

tfi*i R^cqs*t d t «

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

“ i i t

^ S i n , t O - s V t ; ) d t =

J * ( S i n 4 - S i n 4t ) d t

Воспользуемся формулой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-in—III;

.если

 

f1

-

нечетное

 

 

а , - t d

t

=

n a

 

 

 

 

 

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

''A

 

 

 

 

l H —i l A

. l , если

 

n

-

четное

 

 

 

 

 

 

 

n !!

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

P(x< т) = г ( \ )

= f

^csin|+iL|/^

4

 

 

_ 2

 

ш i +. 2? * ° ' 6 ■

 

 

 

 

 

Tf ■ f + n

 

 

 

 

 

20.346 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

при

 

Л <■O

 

 

f

W

-

F

'

w

-1

при о <

X ^

I

 

 

 

 

 

 

 

 

0

при

 

X > J

 

М(х)

=

Г хdx

= ~

 

 

 

 

 

 

 

 

J I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дисперсию находим по формуле Л ( к ) = М ( х г)

( м х ) г

 

2 4 О

М м

-/■

 

х* dx

=

 

 

 

 

 

 

 

 

»

J

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д(х) .

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

 

20.347.

 

 

 

о

 

 

 

при

 

X

4

0

 

 

 

 

Sin X

 

 

 

 

 

0 ,5

при 0

 

< X 4

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о О

 

 

 

при

 

х

> тт

М(х)-" о,5 х

 

Sin

x d x

 

 

 

г

л

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

Xd

cos’x

-=

 

 

 

 

 

 

 

 

к

 

 

 

о

 

 

0,S X

COS х

0,5

 

f

cos

х d х

=

 

 

 

 

 

 

 

^ о

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M (x’) = [

o , 5 S i n

'*dx

=

-

J

 

xz d cos

x

=

'

о

 

 

 

 

 

 

. .

 

 

 

 

 

 

9

 

 

. x

 

 

IT

 

. ‘

 

 

 

 

2

0

■J x1 cos X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j ■+■ — j

2 x cos

 

x dx

 

=

~

4- | x cl Sin x

+ x

Sin x

 

~ fJ"

 

Sin

xdx

 

t=i z

 

i ix-,

 

 

 

 

 

 

v2

 

Пг

-

П1

 

П?

 

Д (Х) » M ( x ‘) - ( M X ) 1 =• ~ - 2 - ^

 

= ~ - Z ,

- VA (x)\r ±- / п Г-Т

 

 

 

 

 

 

 

24

i

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0 , 3 4 8 .

 

 

 

 

 

<f->

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

/ v '

 

ч а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sj „ -а л .

 

 

 

 

 

 

И (■*)

~.уТ

I 0Л

^

 

dx

 

 

 

 

 

По ло ж и м |

= p * x l

,

d t

 

*

а * x d x

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М (Х) - &

со .

 

 

 

 

 

 

 

г

 

=

 

 

л

 

 

2 lV

 

 

= I td£

 

 

 

 

 

О

а

 

 

 

 

at'

it L

 

 

 

 

 

 

. | | (Х>

 

Г £ Jdt ) - -£=г -

 

 

 

ak ( t e

 

 

J 4

 

 

/

аттт

 

 

 

 

M(x!) -

.

cw

 

i

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

If. / x V

dx

 

’*Этот интеграл находим методом

интегрирования

по частям,нодаган

u

-

а 4 У

d o = x e “

*dx

d u =

3 l / d p

/

О

 

 

I

 

р - » ’ *1

 

 

 

 

 

 

2aT

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1‘;

 

 

 

 

 

4 а “

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n i „ i

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У т Г

- -/-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2 о*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 a

Оо

 

*

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х *ч:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л г

а А

d x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.Далее

аналогично

полагаем

 

 

и

 

 

d l)

-

 

j

а*х 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A t.

 

dx .

 

 

 

 

 

Тогда

М ( к 1) =

 

 

.Здесь

оил использован

интеграл

Il/pc-

сона

 

г

->

 

 

Л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J~/ Л

е-

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом

 

 

 

 

2 4 г

 

 

д ( х ) =М ( х 1) - f MX )! - -~р -

.

« * ) - h ( f

- 1 ) .

 

 

 

20 .349.

Коэффициент

А

найдем

о

90

из

упленил | f ( » ) d , . i

г 00

i

 

 

 

 

 

А )

х

d x = — -

 

 

Г -

 

 

 

 

2 а 1

 

 

I О

 

 

eim

 

) =

А

-

i .

2 а 1

 

К -*ск>

 

'

 

 

f w =

мI х) ■

«to

=- х е

о

1

.Тогда

 

 

 

 

о

 

 

при

х

$ о

 

 

1

п -о

**

х

> о

2 а

х 6

 

при

,00 .

а ’ X

<v’

-

а** 1

 

х Ч

 

d x - — I х d С

=

'

О

 

 

»

J в

 

 

"

 

Г ~

 

- а 1' х 1

1 Г ^

- (сгх)1

l , + J е

d * “ а ( . €

 

d f a x )

1 0

 

-/ft

 

 

^ О

 

2 а

 

 

 

 

 

 

 

При начислении интеграла бил применен мйтод интегрирования по

частим,а затем использован интеграл Пуассона

ДСх ) м ( к г) - ( м х ) 1 . *

М(х’) - 2 а ) xs£~0 , d*

О

1 *\ 5

Произведем в этом интеграле замену

переменной,положив а 1* ’ = 1

2 а 1х dx

:t

 

=<dt

.Тогда

 

 

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОО

- J . V

X i )

 

 

 

 

 

 

О

а ‘

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

Д ( - л )

 

QJ

II

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Медианой называется

такое

значение

оргумента

 

х = С й,что

выполняется

 

условие

0

°

 

 

 

 

\ ~

f (»)'<!» - т

 

 

I

 

 

 

 

п

 

 

 

Для данной задачи

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, I

 

- а"х* ,

 

- а 1 * * I

 

о

 

 

- а 1 с г

 

.

д а

х е

 

d x = - e

 

= е

-

X1

 

 

 

 

 

 

 

 

I

а * с* = и г

 

с = / ё п Т

 

 

!?■ § 21. Нормальное распределение.Правило 3 .

Предельная теорема.

,21.350.

Пусть

X

- вес тела,Нужно найти

вероятность нера­

венства

4,3

£ *

< 4,4.

И

Используем формулу

 

 

.4

24 4

В данной

 

задаче

X,

= 4,3

K t

=

4,4

; б - 0,02 } а

4,36

Поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

£ X <

Xj )

а

р

 

( 4,3

$

X

< 4,4 )

 

М

г

А

Н

)

_

 

(t) (

4,3 -4,56

N

 

 

 

0, 0 1

/

 

 

1 4

 

0,Q2

 

у

 

 

* Ф ( г ) - с р ( - з ) -

с р ( г ) + ф ( 5 ) -

 

= 0,4772

+

0 ,4 9 8 6

=

О ,9 7 5 8

* 9 7 , 5 8 ^

 

21.351. Пусть

 

К

 

- длина детали.Известна вероятность

 

 

р (

| Х - а |

<

0,5 )

«

0,Т5 .

 

 

 

Согласно формуле. Лапласа

 

 

 

 

 

 

 

 

К 1 * - о | <

 

6 )

 

= 2 ф ( | )

 

В нашем случае

6

 

= 0 ,3 .Поэтому

 

 

 

 

 

 

2 Ф ( - £

~

)

=

0,75 .

 

 

Решив (с

помощью таблиц” ) это

уравнение, найдем

 

 

 

*

!,«5

 

 

,

 

6 * ~ ^ |

-

0, 261 .

 

Теперь найдем вероятность неравенства

 

 

р (| Х-а|

<

0, 5)

a

2tp

(jfii . )

-

 

 

= Z С(Э ( 1 , 9 < 5 ) = 2 - 0,4 7 22 - 0,94 * 9 4 .

 

 

 

 

 

2* 5

 

 

 

21,3b/-. Пусть

'X

-

вес

снаряда,

а

= MX

- номинальный

вес. По формуле Лапласа

 

 

 

 

 

Р ( | Х а | < Ь ) = . 2 ф ( | ) '

 

 

Отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

р ( | *

a l

 

)

1 ~ ZCP ( f * )

 

 

По условию,при

 

£>

-

ЮОр = 0,1

кг,

указанная

вероятность

равна 0 ,0 4 .Таким образом

 

 

 

«

~

 

( б*") =

Решаем это

уравнение

Относительно

g' (1 *

^ ) - 0 М

; .

f

~ 2 , 0 5 5 .

Отсюда получаем

 

 

ч

 

 

 

 

 

и

 

 

6 = О , 04 9 «г =• 4 tj г .

21.363. Пусть ‘

А -

дальность полета снаряда.Нужно найти

вероятность

неравенства

 

 

160 0

(■ 10

ч * i

15 0 0 + 4 0

Используем формулу

 

 

 

Б данной задаче Q = 1500, Q = 45.Поэтому

= ср (о,8ЙЭ ) - ( 0,222) = 0,5150 ~ O’ 088 - 2 2 , 5 /

24ts -

21.354. Нужно найти вероятность неравенства

р ( 4 9 7 < V С 5 0 5 ) = p ( j V - 5 0 0 | < 5 )

причем М V = 500 , б = 2. Пр^егием формулу Лапласа

Р (I V - а ( < 6 ) = 2 Ср ( - f ) •

Получим

р ( | V - 5 0 0 | < 5 ) =

= 0,866 .

i

>

a . 355. В данной задаче а = 2,36, б = 0,0 2 5 .Применяем формулу °

Здесь

X - вес тела,случайная величина,распределенная по

нормальному закону.Ил^ем

 

р ( . . м < Х < » , « » ) . Ф ( А1

 

- ф (ilk) - Ф ( уй! )

Ф О-6)+ф (*+ 2, -

 

 

 

 

 

°

= 0 ,4 4 52 + 0 , 4 9 1 8 =• 0 , 9 5 7 0 = 9 Ъ ( П У

21.350.

Пусть

Х 0 -

емкость конденсатора.По условию,это

случайная

величина,паспределенная

нормально.Обозначим MX = л •

Применим

правило.

3 б

: о

 

оо

Р ( | X - a j < г > 6 ) = 2 ср (Д) * 1 .

По условию максимально возможное отклонение емкости от номинала

6

 

 

 

 

 

247

 

 

 

 

 

 

 

равно 25$,т .е .

т—-

= О,25.Отсюда

б

=

5

 

.Далее

на-

 

 

 

сь>

 

 

 

 

 

 

 

 

ходим искомую вероятность

 

 

 

 

 

 

 

р ([ Х-а[ < 0 ,0 O 5 a ) » 2 ф

 

 

=

 

 

 

 

2 ф

( - 0-Г 5° "

) - 2 £ р ( о , о в ) =

2

0,0238 .

 

 

=

0,048

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21.357,

Пусть

X

-

емкость конденсатора

MX

=

а-

- но

минальная емкость.По условию

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р ^ j Х -а|< о, is<v^ = р ( j x - a |

< * 6 } -

l .

 

Отсюда

3 6

= 0,15а

 

6 •= 0 ,05а.Далее

последовательно

 

находим. .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 . Конденсаторы с отклонением от номинала

± 3$

 

 

 

 

р ( | Х - М < о , о з о ) - 1 ф

 

 

 

 

 

 

 

 

- 0 , 4 51

» 4 5 ,

1%

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Конденсаторы с отклонением от номинала от 3 до 6$

 

 

р ( | х - а | < о,ев a ) - р ( } Х - а | < о,оъ о.) -

 

 

 

-

* Ф ( ■ $ $ & ) -

0 , 4 5 1 -

2 ф

( { , й )

- o,4Si

-

 

 

-

О,ГГ ~

0,451

0 , 9 1 9

в 3 1 , 9

 

 

 

 

 

3. Конденсаторы с отклонением от номинала от 6 до 6$

 

 

 

 

-

 

24 *

_

 

 

 

 

p ^ j x - a j

< Ъ ' О & а ) - р

( f x - a }

<

0 , О б а )

=

a

I ф ( i , 6 ) -

2 ф ( 1 Д ) * О, 8 9 0

-

О,ЧУ О = 0 , П * 1 2 % .

4 .

Конденсаторы с отклонением от номинала от'8 до 15%

p ( ( X - a f

< 0 , f 5 a )

- р

( j X - f t - i <

0 , 0 * а )

 

=

= Z C p ( s ) - 2 ф

( l , « ) a

j - 0 , 8 9

 

=

0 , 1 1

a

i i ‘/ w .

 

 

 

 

v-<

 

 

 

 

 

 

21.358. Пусть

*4

> xj i

X3

- отклонения снаряда от цели.

X

=

Х,+ Хг + Хл

 

- суммарное отклонение.По теоре­

ме сложения дисперсий

 

 

 

 

 

 

 

б

( * )

=

 

 

 

 

 

 

=

 

 

« У н * * - » - 5 1 + 1 0 *

=■ ] / 3 5 с Г =

 

1 8 , 7 1

.

 

о

Как’ известно,суша независимых нормально распределенных случай­ ных величин распределена по нормальному закону.Поэтому X рас

пределена нормально,причем MX

= 0 , б ( х ) = 18,71 .Нужно найти

вероятность неравенства | X | <

0 ,4 5 .По формуле Лапласа

К 1 х - а 1 < ь ') * 2 .<Р (" б " ) . -

Имеем

е>

. р ( | х | о о ) . 2 < р ( Л 2 5 ) - 2 Ф ( < . « ) - о , « 9 .

21.359, Пусть Х( / Хпрезультаты измерений.Положим

X = *■* ^ 1 ' • Хч

а

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ