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

744

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
16.06.2024
Размер:
679.39 Кб
Скачать

Найти вероятности p1 P X 3 и p3 P X 5 , если известно, что

p3 в 4 раза больше p1 .

Решение. Из

p1 + 0,15 + p3 + 0,25 + 0,35 = 1

следует

p1 +

p3 = 1 – (0,15 + 0,25 + 0,35) = 0,25.

 

 

 

С учетом p3 = 4 p1

имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p1 + p3 = p1

+ 4 p1 = 5 p1 = 0,25.

 

 

 

Откуда p1 = 0,05;

p3 = 4 p1

= 4 0,05 0,20 .

 

 

 

 

 

Задание 17. Случайная величина X задана функцией распределения:

 

0

 

 

 

при x 1;

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

при 1 x 2;

 

 

 

F x

3

3

 

 

 

 

 

 

 

при x 2.

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти вероятность того, что в результате испытания X примет значе-

ние, заключенное в интервале 0,1 .

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Из P x1

X x2 = F x2 F x1 найдем:

 

 

 

P 0 X 1 = F 1 F 0

2

1

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

3

 

 

 

Задание 18. Случайная величина X задана функцией распределения

 

0

 

 

 

 

при

x 0;

 

 

 

 

 

 

cos x

 

 

 

 

 

 

 

 

1

при

0 x ;

 

 

 

F x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

x .

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти плотность распределения величины X . Вычислить вероятность

того, что случайная величина X

 

 

 

 

 

 

 

,

 

примет значения из интервала

3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

91

Решение. Плотность вероятности

 

f x

и функция распределения F x

случайной величины

 

X

связаны соотношением

 

F x f x . Следова-

тельно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

при

x 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

при

0 x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Искомая вероятность:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 sin x dx

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

x

 

 

cos x |2

 

 

cos

.

 

 

 

P

 

 

 

2

 

2

2

cos

2

 

4

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание

19.

 

Найти

математическое

 

ожидание

случайной

величины

Z 7 X 2Y 3, если известно, что M

 

X

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

3, M Y

 

 

 

 

Решение. В соответствии со свойствами математического ожидания

найдем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

Z

 

M

 

7 X 2Y

3

7M

 

X

 

2M Y

 

3 3 7 2 2 3

20 .

Задание20. Найти дисперсиюслучайнойвеличины Z 3X 2Y 1, если из-

вестно,

 

что

случайные

величины

 

 

X

 

и

Y

 

независимы и

D X 5 ,

 

 

4 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Используя свойства дисперсии, получим:

D Z 32 D X 22 D Y D 1 9 5 4 4 0 61.

Задание 21. Найти числовые характеристики M X ,

D X и X не-

прерывной случайной величины X , заданной плотностью распределения

 

 

 

0

 

 

 

при

 

 

x 2;

 

 

f x

 

 

 

 

при

 

 

2 x 4;

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

 

 

x 4.

 

Решение. Имеем:

 

 

0

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

1 16 4 3;

 

M X x 0,5dx

|24

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

D X

x 3 2 0,5dx 12

 

x2

6x 9 dx

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

x3

 

2

 

 

 

4

 

1

 

 

 

2

 

 

 

3x

 

 

9x

|2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

92

 

D X

4

 

 

 

 

12

4

 

 

(или

x2 0,5dx 32

x2 dx 9

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

x3

4

 

1

64

8 9

1

 

 

 

 

 

 

| 9

 

 

 

);

 

6

 

6

3

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

X =

D X

13

0,58.

Задание 21. Составить вариационный ряд и построить полигон частот для следующих значений длины случайным образом отобранных загото-

вок: 39, 41, 40, 43, 41, 44, 43, 41, 41, 42, 43, 39, 40, 42, 44, 41, 42, 38, 42, 41, 41, 42, 40, 40, 43, 41, 38, 39, 41, 42.

Решение. Длина каждой из отобранных заготовок дана в виде конкретного значения, поэтому вариационный ряд будет дискретным. В первой строке таблицы расположим значения признака X (длина заготовки) в порядке возрастания, а во второй – количество заготовок данной длины (частота).

xi

38

39

40

41

42

43

44

ni

2

3

4

9

6

4

2

7

ni 30 .

i 1

Для построения полигона по оси ОХ отложим значения признака xi, а по оси OY – частоты ni. Полученные точки соединим отрезками прямых.

ni

15

10

5

38

39

40

41

42

43

44

xi

 

93

Задание 22. Записать эмпирическую функцию по данным выборки: 2 8 7 5 8 5 8 7 8 5.

Решение. Статистическое распределение имеет вид:

xi

2

5

7

8

ni

1

3

2

4

Объем выборки равен n = 1 + 3 + 2 + 4 = 10. Наименьшее наблюденное

значениепризнакаравно2, следовательно, F x 2 0 .

 

Значения

X 5,

а именно х = 2,

наблюдалось 1 раз,

следовательно,

F x 5

1

0,1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

X 7

наблюдалось

1 + 3 = 4

раза,

следовательно,

Значения

F x 7 0,4 .

 

 

 

 

Значения

X 8

наблюдалось

1 + 3 + 2 = 6

раз,

следовательно,

F x 8 0,6 .

 

 

 

 

Так как x 10 – наибольшее наблюденное значение, то F x 8 1.

Таким образом, эмпирическая функция аналитически может быть представлена так:

 

 

0

при

x 2;

 

 

 

при

2 x 5;

 

 

0,1

F

 

 

при

5 x 7;

 

x 0,4

 

 

0,6

при

7 x 8;

 

 

 

при

x 8.

 

 

1

 

 

 

 

 

Задание 23. Найти методом произведений выборочную среднюю, дисперсию, асимметрию и эксцесс следующего статистического распределения

xi

10,2

10,4

10,6

10,8

11,0

11,2

11,4

11,6

11,8

12,0

ni

2

3

8

13

25

20

12

10

6

1

Решение. Составим расчетную таблицу, для чего в качестве ложного нуля выберем варианту 11,0 (она имеет наибольшую частоту); в клетке третьего столбца, которая принадлежит строке, содержащей наибольшую частоту, пишем 0; над нулем последовательно –1, –2, –3, –4, а под нулем –

1, 2, 3, 4, 5.

94

xi

ni

ui

uini

ui2ni

ui3ni

ui4ni

u 1 4 n

 

 

 

 

 

 

 

i

i

10,2

2

–4

–8

32

–128

512

162

 

10,4

3

–3

–9

27

–81

243

48

 

10,6

8

–2

–16

32

–64

128

8

 

10,8

13

–1

–13

13

–13

13

0

 

11,0

25

0

0

0

0

0

25

 

11,2

20

1

20

20

20

20

320

 

11,4

12

2

24

48

96

192

972

 

11,6

10

3

30

90

270

810

2560

 

11,8

6

4

24

96

384

1536

3750

 

12,0

1

5

5

25

125

625

1296

 

 

100

 

57

383

609

4079

9141

 

Контроль:

ui 1 4 ni = 9 1 4 1 ;

ui4ni + 4 ui3ni + 6 ui2ni + 4 uini + n =

4079 4 609 6 383 4 57 100 9141.

Совпадение сумм свидетельствует о том, что вычисления произведены правильно.

Вычислим условные начальные моменты:

uini =

 

57

0,57 ;

 

 

1

 

n

 

100

 

 

 

 

 

 

 

ui3ni

=

609

6,09 ;

3

n

100

 

 

 

 

ui2ni = 383 3,83; 2 n 100

ui4ni = 4079 40,79 . 4 n 100

Шаг h 10,4 10,2 0,2 .

Найдем выборочную среднюю и дисперсию:

 

 

x

 

h C = 0,57 0,2 11 11,1;

 

 

 

 

в

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dв 2

 

 

 

 

 

2

h

2

=

 

 

2

 

0,2

2

0,14 .

 

2

1

 

 

3,83 0,57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выборочное среднее квадратическое отклонение в

0,14 .

Найдем центральные эмпирические моменты третьего и четвертого по-

рядков

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3

h

3

=

 

 

 

 

3

3 2M

1

2 M 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

95

6,09 3 3,83 0,57 2 0,57 3 0,23 0,0007 ;

4

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

4

h

4

=

 

4

4 3 1

6 2

1

 

3 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40,79 4 6,09 0,57 6 3,83 0,57 2 3 0,57 4 0,24 0,054 .

Асимметрия и эксцесс равны соответственно:

 

A 3

=

0,0007

0,01;

 

 

0,14

 

 

 

s

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

E

s

 

4 3=

0,054

3 0,24 .

 

 

4

 

 

0,142

 

 

Задание 24. По результатам 10 наблюдений установлено, что средний темп роста акций предприятий отрасли равен 104,4 %. В предположении, что ошибки наблюдений распределены по нормальному закону со средним квадратическим отклонением 1 %, определить с надежностью 0,95 интервальную оценку для генеральной средней.

Решение. По условию n = 10, xв 104,4 % , = 1 %, = 0,95. По-

скольку параметр известен, интервальную оценку найдем согласно формуле

P

x

t

 

a x t

 

2 t .

 

 

 

 

 

в

n

в

 

 

 

 

 

 

 

n

 

По таблице интегральной функции Лапласа Ф(t) из условия = 0,95 найдем t = 1,96.

Тогда точность оценки равна

t

 

= 1,96

1

0,62 .

n

10

 

 

 

Отсюда доверительный интервал имеет вид

1 0 4 , 4 - 0 , 6 2 a 1 0 4 , 4 + 0 , 6 2

и окончательно

1 0 3 , 7 8 a 1 0 5 , 0 2 .

96

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Письменный, Д.Т. Конспект лекций по высшей математике [Текст]:

в2 ч. / Д.Т. Письменный. –М.: Айрис-Пресс, 2011. – Ч.1. – 288 с.

2.Письменный Д.Т. Конспект лекций по высшей математике [Текст]:

в2 ч. / Д.Т. Письменный. – М.: Айрис-Пресс, 2015. – Ч.2. – 256 с.

3.Данко, П.Е. Высшая математика в упражнениях и задачах [Текст] / П.Е. Данко, А.Г. Попов, Т.Я. Кожевникова. – М.: АСТ, Мир и образование, 2014. – 816 с.

4.Шипачев, В.С. Высшая математика: полный курс [Текст]: учебник для бакалавров / В.С. Шипачев; под ред. А.Н. Тихонова. – 4-е изд., испр. и

доп. – М.: Юрайт, 2015. – 608 с.

5.Гнеденко, Б.В. Элементарное введение в теорию вероятностей [Текст] / Б.В. Гнеденко, А.Я. Хинчин. – М.: Либроком, 2013. – 208 с.

6.Лунгу, К.Н. Сборник задач по высшей математике. 1 курс [Текст] / К.Н. Лунгу, Д.Т. Письменный. –М.: Айрис-Пресс, 2013. – 592 с.

7.Лунгу, К.Н. Сборник задач по высшей математике. 2 курс [Текст] / К.Н. Лунгу, Д.Т. Письменный. – М.: Айрис-Пресс, 2013. – 576 с.

8.Беклемишева, Л.А. Сборник задач по аналитической геометрии и линейной алгебре [Текст] / Л.А. Беклемишева, А.Ю. Петрович, И.А. Чуба-

ров. – М.: Физматлит, 2014. – 496 с.

9.Клетеник, Д.В. Сборник задач по аналитической геометрии [Текст] / Д.В. Клетеник. – М.: Лань, Профессия, 2010. – 224 с.

10.Кудрявцев, Л.Д. Курс математического анализа [Текст]: учебник: в 3 т. / Л.Д. Кудрявцев. – М.: Юрайт, 2015. – Т.1. – 704 с.

11.Кудрявцев, Л.Д. Курс математического анализа [Текст]: учебник: в 3 т. / Л.Д. Кудрявцев. – М.: Юрайт, 2014. – Т.2. – 720 с.

12.Бугров, Я.С. Высшая математика [Текст]: задачник / Я.С. Бугров, С.М. Никольский. –М.: Юрайт, 2015. – 192 с.

13.Лунгу, К.Н. Руководство к решению задач [Текст]: в 2 ч. / К.Н. Лунгу, Е.А. Макаров. – М.: Физматлит, 2014. – Ч.1. – 216 с.

14.Лунгу К.Н., Макаров Е.А. Руководство к решению задач [Текст]: в 2 ч. / К.Н. Лунгу, Е.А. Макаров. – М.: Физматлит, 2015. – Ч.2. – 384 с.

15.Запорожец, Г.И. Руководство к решению задач по математическому анализу [Текст]: учеб. пособие / Г.И. Запорожец. – Изд. 6-е, стер. –

СПб.: Лань, 2010. – 460 с.

16.Выгодский, М.Я. Справочник по высшей математике [Текст] / М.Я. Выгодский. – М.: АСТ: Астрель, 2010. – 703 с.

17.Теория вероятностей и математическая статистика в задачах [Текст] / В.А. Ватутин, Г.И. Ивченко, Ю.И. Медведев, В.П. Чистяков. –

М.: Ленанд, 2015. – 386 с.

97

18.Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике [Текст] / В.Е. Гмурман. – М.: Юрайт, 2015. – 418 с.

19.Гарькина, И.А. Тесты по математике с тезисным изложением теоретического материала [Текст] / И.А. Гарькина, А.М. Данилов, А.Н. Круглова. – Пенза: ПГУАС, 2013. – 392 с.

98

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ ..........................................................................................................

3

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ............................................................

6

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ С ПРИМЕРАМИ ИХ РЕШЕНИЯ.................................

8

Линейная алгебра и аналитическая геометрия...........................................

8

Математический анализ. Дифференциальное исчисление функций

 

одной и нескольких переменных.......................................................

27

Элементы теории функций комплексного переменного.

 

Неопределенный и определенный интеграл. Кратные и

 

криволинейные интегралы...................................................................

50

Обыкновенные дифференциальные уравнения .......................................

62

Числовые и степенные ряды. Ряды Фурье................................................

74

Теория вероятностей и математическая статистика................................

85

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ............................................

97

99

Учебное издание

Гарькина Ирина Александровна Данилов Александр Максимович

МАТЕМАТИКА

Учебно-методическое пособие к практическим занятиям по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство»

В авторской редакции Верстка; Н.А. Сазонова

________________________________

Подписано в печать 30.06.16. Формат 60 84/16. Бумага офисная «Снегурочка». Печать на ризографе. Усл. печ. л. 5,81. Уч.-изд. л. 6,25. Тираж 80 экз. Заказ № 451.

___________________________________________________

Издательство ПГУАС. 440028, г.Пенза, ул. Германа Титова, 28.

100

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]