Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Математика_2.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
28.12.2025
Размер:
1.51 Mб
Скачать

 

Решение. По условию задачи п = 100,

т1 = 70, т2 = 85, р = 0,8. Находим

x1

=

m1 - np

=

70 - 80

 

= -2,5 ; x

2 =

 

85 − 80

 

= 1,25 .

 

100 × 0,8 ×

0,2

 

100 × 0,8 ×

0,2

 

 

npq

 

 

 

 

Поэтому P100 (70; 85) = Φ (1,25) − Φ (−2,5) = 0,3944 + 0,4938 = 0,8882 .

4.3. Формула Пуассона. Если в схеме Бернулли п велико, а вероятность появления события р мала, то вероятность того, что в п испытаниях событие наступит ровно т раз определяется по формуле

P (m) » lm e−λ , l = np .

n

m!

Формулу Пуассона обычно применяют, если р < 0,01; п >100 и пр £ 10. Пример 4. При массовом производстве шестерен вероятность брака равна

0,002. Найти вероятность того, что из 500 выпущенных шестерен будет ровно 2 бракованных.

Решение. По условию задачи п =500 и т = 2, р = 0,002, l = пр = 500 × 0,002 = =1 < 10. Для нахождения вероятности воспользуемся формулой Пуассона

P (2) »

12 e−1

=

1

= 0,184 .

 

 

500

2!

 

2e

 

 

5. Случайные величины

5.1. Понятие случайной величины. Случайной величиной (СВ) называется чи-

словая функция X = X (ϖ) , заданная на пространстве элементарных исходов W и

такая, что для любого действительного числа х определена вероятность P (X < x ) .

Случайная величина – это величина, которая в результате опыта может принять то или иное значение, причем неизвестно заранее, какое именно. Различают два вида СВ: дискретные и непрерывные. Дискретная СВ – это величина, которая принимает счетное или конечное число значений. Непрерывной СВ на интервале (a; b) называют СВ, которая может принять любое значение из (a; b). Чтобы задать СВ нужно задать закон распределения. Закон распределения дискретной СВ – это соответствие между возможными значениями СВ и вероятностями их появления. Закон распределения дискретной СВ записывается в виде таблицы

14

xi

х1

 

х2

 

¼

хп

pi

p1

 

p2

 

¼

pп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

pi

= 1.

 

i=1

5.2. Функция распределения СВ и ее свойства. Функцией распределения СВ (интегральной функцией распределения) называется функция F (x ), x Î R , равная вероятности того, что СВ Х принимает значение меньшее х, т.е. F (x ) = P (X < x ) .

Свойства функции распределения:

1.0 £ F (x ) £ 1.

2.F (x ) – неубывающая функция, т.е. x1 < x 2 F (x1 ) ≤ F (x 2 ) .

3. lim F (x ) = 0,

lim F (x ) = 1.

x →−∞

x →∞

4.P (a £ X < b) = F (b) - F (a) .

5.Функция распределения непрерывна слева: F (x - 0) = F (x ) .

6.Если СВ принимает значение хi c вероятностью рi, то

F (x + 0) − F (x i ) = pi .

7.Если СВ Х является непрерывной, то F (X = x ) = 0 .

5.3.Плотность распределения вероятностей СВ. Плотностью распределения СВ (дифференциальной функцией распределения) называется такая функция р(х),

x

что F (x ) = p(x ) dx .

−∞

Свойства плотности распределения:

1.p(x ) ³ 0 .

2.F ′(x ) = p(x ) .

3. ∫ p(x ) dx = 1.

−∞

b

4. P (a £ x £ b) = p(x ) dx .

a

Чтобы задать закон распределения непрерывной СВ необходимо задать или плотность распределения, или функцию распределения.

15

Пример 1. Партия изделий содержит 10% нестандартных Пусть СВ Х – число стандартных изделий в партии из 5 изделий. Требуется составить закон распределения СВ и записать функцию распределения.

Решение. СВ Х может принимать значения хk=0; 1; 2; 3; 4; 5. Вероятность

P (X = x

k

) найдем по формуле Бернулли: P (k ) = C k

pk qnk . По условию задачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

 

 

 

 

n = 5; p = 0,9;

q = 0,1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p0 = P (X = 0) = C50 p0q5 = 0,00001,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

= P (X = 1) = C

1 p q4 = 0,00045 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p2 = P (X = 2) = C52 p2 q3 = 0,0081,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

= P (X = 3) = C 3 p3q2

= 0,0729 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p4 = P (X = 4) = C54 p4 q = 0,32805 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p

= P (X = 5) = C

 

5 p5q0

= 0,59049 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

Запишем закон распределения СВ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

хi

 

 

 

0

 

 

1

 

2

 

 

 

3

 

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

pi

 

 

0,00001

 

0,00045

0,0081

 

 

0,0729

 

0,32805

0,59049

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдем функцию распределения. По определению

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (x ) = P (X < x ) = pi .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i:xi <x

 

 

 

 

При x ≤ 0

F (x ) = 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при 0 < x ≤ 1

F (x ) = p0 = 0,00001;

 

 

 

 

 

 

 

 

при 1 < x ≤ 2

F (x ) = p0 + p1 = 0,00046 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

при 2 < x ≤ 3

F (x ) = p0 + p1 + p2 = 0,00856 ;

 

 

 

 

 

при 3 < x ≤ 4

F (x ) = p0 + p1 + p2 + p3 = 0,081146 ;

 

 

 

 

при 4 < x ≤ 5

F (x ) = p0 + p1 + p2 + p3 + p4 = 0,40951;

 

 

 

 

при x > 5

F (x ) = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончательно

16

0,

если

x ≤ 0,

0,00001,

если

0 < x ≤ 1,

 

 

1 < x ≤ 2,

0,00046,

если

 

если

2 < x ≤ 3,

F (x ) = 0,00856,

0,08146,

если

3 < x ≤ 4,

 

 

4 < x ≤ 5,

0,40951,

если

1,

если

x > 5.

 

 

 

Пример 2. Непрерывная СВ задана плотностью распределения

 

0,

 

при

x ≤ 0,

p(x ) =

cx 2

,

при

0 < x ≤ 2,

 

 

 

 

 

 

0,

 

при

x > 2.

 

 

 

 

 

Требуется найти значение параметра с и записать функцию распределения. Решение. Значение параметра с определим, используя свойство плотности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

распределения:

p(x ) dx = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cx

3

 

 

2

 

 

 

 

8

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p(x) dx = 0 dx +cx2 dx +

0 dx =

 

 

 

 

 

=

c = 1 c =

.

 

 

 

 

0

 

 

 

−∞

−∞

 

0

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функцию распределения определим из условия F (x ) =

x

p(x ) dx .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

Для x ≤ 0

F (x ) =

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∫ 0 dx = 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

x

 

3

 

 

 

 

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для 0 < x ≤ 2 F (x ) =

∫ 0 dx + ∫

 

x

2 dx =

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

0

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

2

3

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x

3

 

2 = 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для x > 2

F (x ) =

∫ 0 dx +∫

x 2

dx + ∫ 0 dx =

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

−∞

0

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x ≤ 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F (x ) =

x 3

0 < x ≤ 2,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Значит,

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

x > 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3. Дана функция распределения СВ

17

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]