Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
zavyalova.pdf
Скачиваний:
32
Добавлен:
05.06.2015
Размер:
590.26 Кб
Скачать

Ecли рассмотреть сочетания без повторения из n + m – 1-го элемента по m, то их столько же: на j позиций выбираются элементы из n, а на (m – j) позиций - из (m – 1):

m

Cm+ − = C jCmj . n m 1 n m1

j =1

Поэтому Čmn = Cnm+m1 .

Пример 3. Рассмотрим игру в преферанс, когда старшие 32 карты колоды сдаются по 10 трем игрокам, а 2 карты кладутся в "прикуп". Какова вероятность, что в прикупе окажутся два туза?

Число различных комбинаций из двух карт, которые могут оказаться в прикупе, равно числу сочетаний C322 = 32!/(2! 30!) = 496.

Эти сочетания и образуют пространство элементарных событий . В карточной колоде 4 туза. Число элементарных событий, дающих два

туза, равно числу сочетаний C42 =4!/(2! 2!)=6. Вероятность двух тузов в прикупе Р(А) = 6/496 = 0,012…

Лекция 2

§ 5. Геометрические вероятности

Cогласно классическому определению, в опытах с конечным числом равновозможных исходов вероятность события А - это доля исходов, которые приводят к наступлению события А в общем количестве

 

 

 

 

1,5 мин

исходов.

Определять

вероятность

A

C

как долю благоприятных исходов

B

 

 

 

 

 

можно и в опытах с бесконечным

 

 

 

 

 

 

 

4 мин

 

 

 

 

числом

исходов.

Рассмотрим

 

 

Рис.1.

 

 

 

 

примеры

подсчета так

называемых

"геометрических" вероятностей. Пример 4. Поезда в метро отправляются со станции с интервалом

в 4 мин. Какова вероятность, что пассажир, пришедший на платформу, отправится с нее не позже, чем через 1,5 мин?

Пространство элементарных исходов состоит из бесконечного множества точек отрезка [А,В] (рис.1), так как пассажир может

появиться на платформе в любой момент между отправлениями

поездов. Однако отправиться не позже, чем через полторы минуты, он

сможет, если время его прихода попадет на отрезок [C, В]. Долей точек

отрезка [C, В] в отрезке [А, В] можно считать отношение длин этих

отрезков. Таким образом, искомая

 

y

 

 

 

вероятность Р(А) = |В C| / |B А|

 

 

 

 

= = 1,5/4 = 3/8.

 

 

 

 

 

21

 

 

 

 

Пример

 

5.

 

Два

человека

 

 

 

 

независимо друг от друга решили

 

 

 

 

 

отдохнуть в любую неделю февраля

 

 

 

 

 

на одном и том же горнолыжном

 

 

 

 

 

курорте. Какова вероятность, что

 

 

 

 

 

онитамвстретятся?

 

 

 

 

7

 

 

 

 

Введем

двумерную

декартову

 

 

 

 

систему

координат

XOY.

Пусть

 

 

 

 

 

пространство элементарных событий

 

 

 

 

 

Ω = {x,y}, 0 x 21, 0 y 21, гдеx -

0

 

7

21

x

время (в сутках) приезда на курорт

 

 

 

Рис.2.

 

 

первогоотдыхающего, аy - второго.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Графически пространству Ω соответствует квадрат со стороной,

равной 21 (рис.2). Чтобы отдыхающие встретились, разность между х и y

должна

быть

не

более

семи

суток, т.е. |x y| 7 или

–7 ух7.

Графически этому событию соответствует фигура, координаты точек

которой удовлетворяют неравенству x – 7 y x + 7. Искомая вероятность

равна отношению площади заштрихованной фигуры к площади всего

квадрата:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(A) = ((21)2 (217)2 )/ 212 =

2

2

5

.

 

 

1

=

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ

α

 

Пример

 

6

 

(Задача

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бюффона).

 

На

 

плоскость,

 

 

L

 

 

разлинованную

 

линиями,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

параллельными

оси

ОХ

и

 

 

 

 

 

отстоящими друг от друга на

 

 

 

 

 

расстояние

L,

наугад

бросают

0

 

 

 

x

иголку

длины

l

(l < L).

Какова

 

Рис.3.

 

 

 

 

вероятность

того,

 

что

 

иголка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ρ

 

 

пересечетоднуизлиний?

 

 

 

 

 

Будем

считать

иголку

L/2

 

 

 

 

 

 

отрезком длины l. Пусть α - угол

 

 

 

 

 

 

наклона этого отрезка к оси ОХ,

 

 

 

ρ - расстояние от середины иглы

l/2

 

 

до ближайшей линии, 0 α < π,

l sin α

 

0 ρ L/2 (рис.3). Игла пересечет

ρ ≤

 

 

одну

из линий тогда и

только

 

2

 

тогда, когда ρ l/2 (sin α).

 

0

 

 

 

 

π H

 

 

Введем двумерную

систему

Рис.4.

 

координат

α0ρ

(рис.4).

Пространство

элементарных

исходов

представляет

собой

прямоугольник,

состоящий

 

из

точек

{(α, ρ),

0 α < π, 0 ρ L/2}.

 

 

 

 

 

 

Благоприятные исходы - это множество точек этого прямоугольника,

которые расположены не выше синусоиды. Доля таких точек в

прямоугольнике может быть определена как отношение площади под

синусоидойкплощадипрямоугольника. Следовательно,

 

 

2l

π

 

 

 

 

 

 

sin αdα

 

l 2

= 2l .

 

P(A) = S(A) =

0

 

=

2

 

 

S

πL / 2

 

πL / 2

πL

 

§ 6. Аксиоматическое построение теории вероятностей

В случае с геометрическими вероятностями пространство элементарных исходов не конечно и даже не счетно, а значит, невозможно применять классическую формулу для подсчета вероятностей. Проблема определения вероятностей, когда классическая формула неприменима, была решена А.Н.Колмогоровым, который в 1929 г. сформулировал аксиоматику теории вероятностей. Работы Колмогорова в области теории вероятностей считаются самым крупным вкладом в математическую науку вХХстолетии. Вчемэтааксиоматика состоит?

Пусть пространство элементарных событий есть произвольное множество, ипустьА- некоторая системаегоподмножеств.

Аназываетсяалгеброй, если:

1)

Α;

 

 

2)

для любых множеств B,

C, принадлежащих А, B C

так же

принадлежит А;

 

 

3) если B A , тои

 

Α .

 

 

B

 

B, C ,

Из

этих свойств следует,

что для любых множеств

принадлежащих А, их пересечение B C А (так как B C = B UC ).

Таким образом, алгебра А - это класс множеств, замкнутый относительно операций дополнения, объединения и пересечения.

Замечание. Алгебра А может быть замкнута не только относительно конечного числа этих операций, но также относительно их счетного числа. В этом случае она называется σ- алгеброй.

Если задано множество и какая-нибудь алгебра его подмножеств А, то говорят, что задано измеримое пространство

(, А).

Пример 7. В примере 4 пространство состоит из точек отрезка [А, В]. Совокупность множеств { , , [C, В], [А, C)} образует алгебру А.

Для того чтобы формализовать какую-либо вероятностную задачу, надо соответствующему эксперименту приписать измеримое пространство (, А). означает множество элементарных исходов эксперимента, алгебра А выделяет класс событий. Все остальные подмножества , которые не вошли в алгебру А, cобытиями в данном эксперименте не являются.

Пусть (, А) - измеримое пространство. Вероятностью на измеримом пространстве (, А) называется числовая функция Р, определенная на множествах из А и удовлетворяющая трем аксиомам:

1)для любого множества B А: P(B) 0 ;

2)P() =1 ;

3)для любых двух событий В и С, принадлежащих алгебре А, и

таких, что B C = : P(B C) = P(B) + P(C) .

Замечание. Если А является σ-алгеброй, третье утверждение должно выполняться не только для конечного, но для любого

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]