24. Нормальное распределение. Функция Лапласа. Вероятность попадания в заданный интервал.

Нормальным называется распределение вероятностей непрерывной случайной величины, которое описывается плотностью вероятности

Найдем вероятность попадания случайной величины, распределенной по нормальному закону, в заданный интервал.

            Обозначим 

            Тогда  

Т.к. интеграл не выражается через элементарные функции, то вводится в рассмотрение функция

которая называется функцией Лапласа или интегралом вероятностей.

            Значения этой функции при различных значениях х посчитаны и приводятся в специальных таблицах.

            Ниже показан график функции Лапласа.

            Функция Лапласа обладает следующими свойствами:

1) Ф(0) = 0;

2) Ф(-х) = - Ф(х);

3) Ф(¥) = 1.

            Функцию Лапласа также называют функцией ошибок и обозначают erf x.

 Еще используется нормированная функция Лапласа, которая связана с функцией Лапласа соотношением:

Ниже показан график нормированной функции Лапласа.

23. Экспонентный закон распределения.

Определение. Непрерывная случайная величина X имеет показательный (экспоненциальный) закон распределения с параметром , если её плотность вероятности f(x) имеет вид:

Кривая распределения  f(x)  приведена на рисунке

Теорема. Функция распределения случайной величины X, распределённой по показательному закону, есть

её математическое ожидание

а её дисперсия

Доказательство.

График функции распределения F(x) случайной величины X, имеющей показательное распределение представлен на рисунке

Следствие. Для случайной величины, распределённой по показательному закону, математическое ожидание равно среднему квадратическому отклонению, т. е.

Показательный закон распределения играет большую роль в теории массового обслуживания и теории надёжности. Так, например, интервал времени Т между двумя соседними событиями в простейшем потоке событий имеет

26. Плотность распределения вероятностей двумерной случайной величины и её свойства.

.Плотностью совместного распределения вероятностей (двумерной плотностью вероятности) непрерывной двумерной случайной величины называется смешанная частная производная 2-го порядка от функции распределения:

. (8.2)

Замечание. Двумерная плотность вероятности представляет собой предел отношения вероятности попадания случайной точки в прямоугольник со сторонами Δх и Δу к площади этого прямоугольника при

Свойства двумерной плотности вероятности.

f(x, y) ≥ 0 (см. предыдущее замечание: вероятность попадания точки в прямоуголь-ник неотрицательна, площадь этого прямоугольника положительна, следовательно, предел их отношения неотрицателен).

(cледует из определения двумерной плотности вероятно-сти).

(поскольку это вероятность того, что точка попадет на плос-кость Оху, то есть достоверного события).

Вероятность попадания случайной точки в произвольную область.

Пусть в плоскости Оху задана произвольная область D. Найдем вероятность того, что точка, координаты которой представляют собой систему двух случайных величин (двумерную случайную величину) с плотностью распределения f(x, y), попадет в область D. Разобьем эту область прямыми, параллельными осям координат, на прямоугольники со сторонами Δх и Δу. Вероятность попадания в каждый такой прямоугольник равна , где- координаты точки, принадлежащей прямоугольнику. Тогда вероятность попадания точки в область D есть предел интегральной суммы, то есть

(8.3)

Отыскание плотностей вероятности составляющих

двумерной случайной величины.

Выше было сказано, как найти функцию распределения каждой составляющей, зная двумерную функцию распределения. Тогда по определению плотности распределения

(8.4)

Аналогично находится (8.4′)