Математика. Часть 1
.pdf
41
ni |
3 |
5 |
7 |
25 |
40 |
16 |
7 |
|
29. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
3 |
5 |
7 |
9 |
11 |
13 |
15 |
ni |
4 |
9 |
16 |
35 |
19 |
10 |
5 |
|
30. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
-7 |
-5 |
-1 |
3 |
7 |
11 |
15 |
ni |
4 |
12 |
20 |
30 |
18 |
10 |
6 |
Задание 3.14
Дан интервальный статистический ряд распределения частот экспериментальных значений случайной величины X .
Требуется:
1)построить полигон и гистограмму частостей (относительных частот)
СВ X ;
2)по виду полигона и гистограммы и, исходя из механизма образования СВ, сделать предварительный выбор закона распределения;
3)вычислить выборочную среднюю xaˆ и исправленное среднее квадратическое отклонение s ;
4)записать гипотетичную функцию распределения и плотность распределения;
5)найти теоретические частоты нормального закона распределения и проверить гипотезу о нормальном распределении СВ с помощью критерия Пирсона при уровне значимости 0,05 .
Варианты заданий.
42
1.
xi |
1,2 – 1,6 |
1,6 |
– 2,0 |
|
|
2,0 |
– 2,4 |
|
2,4 |
– 2,8 |
|
2,8 –3,2 |
|||||
частота mi |
8 |
|
19 |
|
|
|
47 |
|
20 |
|
|
6 |
|||||
2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
xi |
2,0 – 2,2 |
2,2 |
– 2,4 |
|
|
2,4 |
– 2,6 |
|
2,6 |
– 2,8 |
2,8 |
– 3,0 |
|||||
частота mi |
7 |
|
22 |
|
|
|
38 |
|
23 |
10 |
|||||||
3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
xi |
42 – 43 |
43 |
– 44 |
|
|
44 |
– 45 |
|
45 |
– 46 |
46 |
– 47 |
|||||
частота mi |
8 |
|
25 |
|
|
|
36 |
|
22 |
|
|
9 |
|||||
4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
xi |
0,1 – 0,2 |
0,2 |
– 0,3 |
|
|
0,3 |
– 0,4 |
|
0,4 |
– 0,5 |
0,5 |
– 0,6 |
|||||
частота mi |
7 |
|
22 |
|
|
|
38 |
|
24 |
|
|
9 |
|||||
5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
xi |
17,5 – 22,5 |
22,5 |
– 27,5 |
27,5 |
– 32,5 |
32,5 |
– 37,5 |
37,5 |
– 42,5 |
||||||||
частота mi |
7 |
|
20 |
|
|
|
44 |
|
20 |
|
|
9 |
|||||
6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
xi |
3, – 3,2 |
3,2 |
– 3,4 |
|
|
3,4 |
– 3,6 |
|
3,6 |
– 3,8 |
3,8 |
– 4,0 |
|||||
частота mi |
16 |
|
50 |
|
|
|
70 |
|
44 |
20 |
|||||||
7. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
xi |
40,00–40,04 |
40,04–40,08 |
40,08–40,12 |
40,12–40,16 |
40,16–40,20 |
||||||||||||
частота mi |
8 |
|
19 |
|
|
|
44 |
|
20 |
|
|
9 |
|||||
8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
xi |
3 – 4 |
|
4 – 5 |
|
|
5 – 6 |
|
6 – 7 |
|
|
7 – 8 |
|
|
8 – 9 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
частота mi |
6 |
|
8 |
|
|
33 |
|
35 |
|
|
11 |
|
|
7 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
xi |
0 – 10 |
10 |
– 20 |
|
|
20 |
– 30 |
|
30 |
– 40 |
40 |
– 50 |
|||||
43
частота mi |
17 |
|
|
|
47 |
|
|
|
70 |
|
46 |
20 |
|||
10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
xi |
21 – 26 |
|
26 – 31 |
|
31 – 36 |
|
36 – 41 |
|
41 – 46 |
||||||
частота mi |
8 |
|
|
|
21 |
|
|
|
43 |
|
21 |
7 |
|||
11. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
xi |
8 – 12 |
|
12 – 16 |
|
16 – 20 |
|
20 – 24 |
|
24 – 28 |
||||||
частота mi |
7 |
|
|
|
25 |
|
|
|
36 |
|
22 |
10 |
|||
12. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
xi |
120 – 140 |
|
140 –160 |
|
160 – 180 |
|
180 – 200 |
200 – 220 |
|||||||
частота mi |
9 |
|
|
|
21 |
|
|
|
40 |
|
8 |
12 |
|||
13. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
xi |
40 – 45 |
|
45 – 50 |
|
50 – 55 |
|
55 – 60 |
|
60 – 65 |
||||||
частота mi |
8 |
|
|
|
17 |
|
|
|
46 |
|
18 |
11 |
|||
14. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
xi |
10,00–10,02 |
10,02–10,04 |
|
10,04–10,06 |
|
10,06–10,08 |
10,08–10,10 |
||||||||
частота mi |
9 |
|
|
|
16 |
|
|
|
47 |
|
21 |
7 |
|||
15. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
xi |
8,02–8,07 |
|
8,07–8,12 |
|
8,12–8,17 |
|
8,17–8,22 |
8,22–8,27 |
|||||||
частота mi |
10 |
|
|
|
19 |
|
|
|
38 |
|
21 |
12 |
|||
16. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
xi |
19,80– |
|
19,85– |
|
19,90– |
|
19,95– |
|
20,00– |
|
20,05– |
||||
|
19,85 |
|
19,90 |
|
19,95 |
|
20,00 |
|
|
20,05 |
|
20,10 |
|||
частота mi |
6 |
|
15 |
|
|
27 |
|
32 |
|
14 |
|
6 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
xi |
0 – 40 |
|
40 – 80 |
|
80 – 120 |
|
120 – 160 |
160 – 200 |
|||||||
частота mi |
7 |
|
|
|
23 |
|
|
|
35 |
|
26 |
9 |
|||
18. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44
xi |
18 |
– 20 |
20 |
– 22 |
22 – 24 |
24 –26 |
26 |
– 28 |
частота mi |
15 |
27 |
61 |
29 |
18 |
|||
19. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
0,20 |
– 0,26 |
0,26 |
– 0,32 |
0,32 –0,38 |
0,38 – 0,44 |
0,44 |
– 0,50 |
частота mi |
13 |
19 |
48 |
12 |
|
8 |
||
20. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
20,0 |
– 20,1 |
20,1 |
– 20,2 |
20,2 – 20,3 |
20,3 – 20,4 |
20,4 |
– 20,5 |
частота mi |
11 |
23 |
49 |
10 |
|
7 |
||
21. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
xi |
8 –10 |
10 |
– 12 |
12 – 14 |
14 – 16 |
16 –18 |
||
частота mi |
|
9 |
23 |
36 |
24 |
|
8 |
|
22. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
42 |
– 43 |
43 |
– 44 |
44 – 45 |
45 – 46 |
46 |
– 47 |
частота mi |
|
8 |
23 |
37 |
25 |
|
7 |
|
23. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
150 |
– 170 |
170 |
– 190 |
190 – 210 |
210 – 230 |
230 |
– 250 |
частота mi |
10 |
24 |
34 |
25 |
|
7 |
||
24. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
40,1 |
– 40,2 |
40,2 |
– 40,3 |
40,3 – 40,4 |
40,4 – 40,5 |
40,5 |
– 40,6 |
частота mi |
|
9 |
26 |
34 |
24 |
|
7 |
|
25. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
8 – 10 |
10 |
– 12 |
12 – 14 |
14 – 16 |
16 |
– 18 |
|
частота mi |
|
8 |
15 |
54 |
16 |
|
7 |
|
26. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
40 |
– 42 |
42 |
– 44 |
44 – 46 |
46 – 48 |
48 |
– 50 |
частота mi |
10 |
22 |
35 |
25 |
|
8 |
||
27. |
|
|
|
|
|
|
|
|
45
xi |
0 |
– 5 |
5 – 10 |
10 |
– 15 |
15 |
– 20 |
20 |
– 25 |
частота mi |
|
6 |
24 |
42 |
20 |
|
8 |
||
28. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
9,74 |
– 9,76 |
9,76 – 9,78 |
9,78 |
– 9,80 |
9,80 |
– 9,82 |
9,82 |
– 9,84 |
частота mi |
|
6 |
14 |
48 |
24 |
|
8 |
||
29. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
22,5 |
– 27,5 |
27,5 – 32,5 |
32,5 |
– 37,5 |
37,5 |
– 42,5 |
42,5 |
– 47,5 |
частота mi |
|
6 |
21 |
44 |
22 |
|
7 |
||
30. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xi |
17,5 |
– 22,5 |
22,5 – 27,5 |
27,5 |
– 32,5 |
32,5 |
– 37,5 |
37,5 |
– 42,5 |
частота mi |
|
7 |
21 |
45 |
21 |
|
6 |
||
Задание 3.15
Измерялась чувствительность двух каналов 20–ти приёмников. –
чувствительность одного канала, – другого. Данные измерений приведены в таблице, где m – номер варианта от 1 до 9, n и p – вторые цифры номеров вариантов от 10 до 20 и от 21 до 30 соответственно.
Найти среднюю чувствительность одного и второго каналов,
среднеквадратичное отклонение чувствительности из каналов и выборочный коэффициент корреляции чувствительности обоих каналов. Написать выборочное уравнение линейной регрессии на .
34 m –15 m |
44 n –11 n |
30 p –12 p |
43 m –16 m |
33 n –12 n |
38 p –10 p |
31 m –11 m |
34 n –21 n |
44 p –13 p |
54 m –13 m |
45 n –12 n |
50 p –19 p |
44 m –18 m |
43 n –13 n |
46 p –20 p |
33 m –10 m |
51 n –12 n |
41 p –14 p |
46
50 m –21 m |
42 n –20 n |
39 p –16 p |
40 m –17 m |
30 n –15 n |
51 p –11 p |
46 m –12 m |
39 n –10 n |
48 p –21 p |
41 m –11 m |
41 n –16 n |
47 p –17 p |
34 m –22 m |
49 n –14 n |
31 p –18 p |
45 m –19 m |
50 n –19 n |
32 p –16 p |
32 m –17 m |
32 n –18 n |
49 p –12 p |
49 m –18 m |
38 n –17 n |
54 p –23 p |
42 m –20 m |
37 n –21 n |
37 p –14 p |
48 m –13 m |
48 n –14 n |
45 p –15 p |
29 m –14 m |
47 n –11 n |
52 p –20 p |
51 m –23 m |
52 n –10 n |
53 p –10 p |
28 m –12 m |
46 n –13 n |
33 p –15 p |
44 m –19 m |
39 n –19 n |
43 p –21 p |
47
4. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ
(по дисциплине «Математика» 3-го семестра обучения на экономических специальностях)
4.1. Основные понятия о дифференциальных уравнениях первого порядка
Обыкновенным дифференциальным уравнением (ОДУ) первого порядка называется уравнение, связывающее независимую переменную, искомую функцию этой переменной и ее производную. Если y y(x) – функция независимой переменной x , то в общем виде обыкновенное дифференциальное уравнение первого порядка имеет вид:
|
|
|
|
(4.1) |
F(x, y, y ) 0 . |
|
|
|
|
Если это уравнение разрешимо относительно |
y |
|
, то |
|
|
|
|||
y f (x, y) или dy f (x, y)dx . |
|
(4.2) |
||
Уравнение (4.2) можно записать в такой форме: |
|
|
||
P(x, y)dx Q(x, y)dy 0 . |
|
|
|
(4.3) |
Общим решением уравнения (4.1) называется функция |
|
|||
y (x,C) |
|
|
|
(4.4) |
от x и произвольной постоянной C , которое |
при подстановке |
в данное |
||
уравнение обращает это уравнение в тождество. |
|
|
|
|
Общее решение, заданное в неявном виде |
|
|
|
|
Ф(x, y,C) 0 , |
|
|
|
(4.5) |
называется общим интегралом.
Геометрически общее решение и (общий интеграл) представляют собой семейство интегральных кривых на плоскости, зависящих от одного
параметра C .
Частным решением уравнения (4.1) называется решение, полученное из
общего решения (4.4) при фиксированном значении C : |
|
y (x,C0 ) , |
(4.6) |
48
где C0 – фиксированное число.
Частным интегралом уравнения (4.1) называется интеграл, полученный из
общего интеграла (4.4) для фиксированного значения C : |
|
Ф(x, y,C0 ) 0 . |
(4.7) |
Задача Коши ставится следующим образом: |
|
найти решение y f (x) дифференциального уравнения (4.1), удовлетворяющее заданному начальному условию y y0 при x x0 .
Другими словами: следует найти интегральную кривую уравнения (4.1),
проходящую через заданную точку M 0 (x0 , y0 ) .
4.2 Обыкновенные дифференциальные уравнения с разделяющимися переменными
Дифференциальным уравнением с разделяющимися переменными
называется уравнение вида
X (x)Y ( y)dx X1(x)Y1( y)dy 0 , |
(4.8) |
|||||||||
где X (x), X1(x) – функции только от x , а |
|
|||||||||
Y ( y),Y1( y) – функции только от y . |
|
|
|
|
|
|
||||
Уравнение (4.8) |
делением |
|
|
на произведение Y ( y) X1(x) , |
(но |
|||||
Y ( y) X1 (x) 0 ) приводится к уравнению с разделенными переменными: |
|
|||||||||
|
|
X (x) |
dx |
Y1 ( y) |
dy 0 . |
(4.9) |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
X1 (x) |
|
Y ( y) |
|
|||||
Общий интеграл уравнения (4.9) можно записать в виде: |
|
|||||||||
|
|
X (x) |
dx |
|
Y1 ( y) |
dy C . |
(4.10) |
|||
|
|
|
||||||||
|
|
X1 (x) |
|
|
Y ( y) |
|
||||
Замечание. При делении на произведение Y ( y) X1 (x) можно потерять те решения уравнения (4.8), которые обращают это произведение в нуль.
Непосредственной подстановкой легко убедиться, что функция x a , где a есть корень уравнения X1 (x) 0 , т.е. X1 (a) 0 , является решением уравнения (4.8). Функция y b , где b – корень уравнения Y1 ( y) 0 , т.е.
49
Y1 (b) 0 , также является решением уравнения (4.8).
Решения x a и y b , если они имеются, геометрически представляют
собой прямые линии, соответственно параллельные оси Oy и оси Ox . |
|
4.3. Однородные ОДУ первого порядка |
|
Дифференциальное уравнение |
|
P(x, y)dx Q(x, y)dy 0 |
(4.11) |
называется однородным ОДУ, если коэффициенты P(x, y) и Q(x, y) |
являются |
однородными функциями одного и того же измерения n , т.е. функциями, для
которых при любом k |
|
выполняются тождества |
|
||||
P(kx, ky) k n P(x, y), |
Q(kx, ky) k n Q(x, y) . |
(4.12) |
|||||
Уравнение (4.11) можно привести к виду |
|
||||||
|
|
|
y |
|
|
||
|
|
|
y |
|
. |
|
(4.13) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
x |
|
|
||
С помощью подстановки |
|
|
|
||||
|
|
|
y ux , |
|
|
(4.14) |
|
где u – новая неизвестная функция, |
однородное уравнение преобразуется в |
||||||
уравнение с разделяющимися переменными |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
||
y |
|
|
a1x b1 y C1 |
|
(4.15) |
||
|
|||||||
|
f |
|
, |
||||
|
|
a2 x b2 y C2 |
|
|
|||
для которого
|
a1 |
b1 |
0 . |
|
|
a |
2 |
b |
|
|
|
2 |
|
|
Спомощью преобразования
xu h y v k ,
где постоянные h и k находятся из системы уравнений
(4.16)
(4.17)
|
50 |
a1x b1 y C1 0 |
(4.18) |
, |
|
a2 x b2 y C2 0 |
|
исходное ОДУ (4.15) сводится к однородному уравнению. |
|
При 0 преобразованием a1x b1 y t уравнение |
(4.15) сводится к |
уравнению с разделяющимися переменными. |
|
4.4. Дифференциальные уравнения в полных дифференциалах
Уравнение |
|
P x, y dx Q x, y dy 0 |
(4.19) |
называется уравнением в полных дифференциалах, если его левая часть является полным дифференциалом некоторой функции u x, y , то есть
du x, y ux dx uy dy P x, y dx Q x, y dy .
Для того чтобы уравнение (4.19) было уравнением в полных дифференциалах, необходимо и достаточно, чтобы
P x, y Q x, y .
y x
Если известна функция, полным дифференциалом которой является левая часть уравнения (4.19), то все решения этого уравнения удовлетворяют условию u x, y c , где c – произвольная постоянная.
Чтобы найти функцию u x, y , воспользуемся равенствами
u |
P x, y , |
u |
Q x, y . |
(4.20) |
x |
|
y |
|
|
u x, y с
(4.21)
где y – произвольная дифференцируемая функция; x, y – первообразная от P x, y . Дифференцируя (4.21) по y , с учетом второго равенства из (4.20)
