744
.pdfНайти 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
