- •Тема 1 Элементы комбинаторики
- •1.1. Предмет комбинаторики
- •1.2. Правила комбинаторики
- •1.3.Понятие факториала
- •Пример 1.4. 1) ,
- •1.4. Перестановки
- •1.5. Размещения
- •Сочетания
- •Литература:
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для самостоятельного решения
- •Тема 2 Случайные события и вероятности
- •2.2. Виды случайных событий
- •Каждое событие, которое может наступить в итоге опыта, называются элементарным исходом (элементарным событием, шансом).
- •2.3. Операции над событиями
- •2.4. Классическая вероятность и ее свойства
- •Статистическое определение вероятности
- •2.6. Геометрическое определение вероятности
- •2.6. Теоремы сложения и умножения вероятностей.
- •Сумма вероятностей противоположных событий равна единице:
- •Вероятность события в при условии, что произошло событие а, называется условной вероятностью события в и обозначается так: р(в/а), или ра(в).
- •2.7. Формула полной вероятности. Формула Байеса.
- •Литература:
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для самостоятельного решения
- •Тема 3 Повторные испытания
- •3.1. Формула Бернулли
- •3.2.Локальная теорема Лапласа
- •3.3. Интегральная теорема Лапласа
- •Литература:
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для самостоятельного решения
- •Тема 4 Случайные величины
- •4.1. Понятие случайной величины
- •4.2. Виды случайных величин.
- •4.3. Закон распределения вероятностей дискретной случайной величины
- •4.4. Функция распределения.
- •Свойства функции распределения
- •4.5. Математическое ожидание случайной величины
- •Свойства математического ожидания:
- •4.6. Дисперсия случайной величины. Среднее квадратическое отклонение
- •Свойства дисперсии:
- •Литература:
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для самостоятельного решения
- •Тема 5 Некоторые законы распределения случайных величин
- •5.1. Биноминальное распределение
- •5.2. Распределение Пуассона.
- •5.3. Равномерное распределение
- •5.4. Нормальное распределение.
- •Литература:
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для самостоятельного решения
- •Тема 6 Двухмерные случайные величины
- •6.1. Понятие о системе нескольких случайных величин
- •6.2. Закон распределения вероятностей дискретной двумерной случайной величины
- •6.3. Функция распределения двумерной случайной величины
- •Свойства функции распределения двумерной случайной величины
- •6.4. Плотность непрерывной двумерной случайной величины
- •6.5. Числовые характеристики непрерывной системы двух случайных величин
- •Литература:
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для самостоятельного решения
- •Тема 7 Элементы математической статистики
- •7.7.Эмпирическая функция распределения.
- •7.8. Числовые характеристики выборки.
- •7. 1. Предмет математической статистики
- •7.2.Первичная обработка выборок. Генеральная совокупность и выборка
- •7.3. Основные виды выборок
- •7.4. Способы отбора
- •7.5. Вариационный ряд
- •7.6. Графическое представление вариационных рядов
- •Гистограмма
- •Полигон частот
- •7.7.Эмпирическая функция распределения
- •7.8. Числовые характеристики выборки
- •Характеристики положения
- •Среднее арифметическое
- •Медиана
- •Характеристики рассеяния
- •Размах вариации
- •Дисперсия и стандартное отклонение
- •Коэффициент вариации
- •Коэффициент осцилляции
- •Литература:
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для самостоятельного решения
- •Тема 8 Теория оценок
- •8.1. Статистические оценки параметров распределения
- •8.2. Несмещенные, эффективные и состоятельные оценки
- •8.3. Точность оценки, доверительная вероятность (надежность). Доверительный интервал
- •Доверительные интервалы для оценки математического ожидания нормального распределения при известном .
- •Литература:
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для самостоятельного решения
- •Тема 9 Статистические гипотезы
- •9.1. Статистическая гипотеза. Нулевая и конкурирующая, простая и сложная гипотезы
- •9.2. Сравнение двух дисперсий нормальных генеральных совокупностей
- •Литература:
- •Контрольные вопросы:
- •Задания для самостоятельного решения
- •Вопросы к экзамену
- •Эмпирическая функция распределения.
- •Числовые характеристики выборки. Характеристики положения.
- •Числовые характеристики выборки. Характеристики рассеяния.
- •Дополнительная литература
- •Содержание
Свойства математического ожидания:
1. Математическое ожидание постоянной величины равно самой постоянной:
М (С) = С.
2. Постоянный множитель можно выносить за знак математического ожидания:
М (СХ) = СМ (X).
3. Математическое ожидание произведения двух независимых случайных величин равно произведению их математических ожиданий:
M(XY) = M(X)M(Y).
Пример 4.8. Независимые случайные величины X и Y заданы следующими законами распределения:
Х |
5 |
2 |
4 |
|
Y |
7 |
9 |
Р |
0,6 |
0,1 |
0,3 |
|
Р |
0,8 |
0,2 |
Найти математическое ожидание случайной величины XY.
Решение.
Найдем математические ожидания каждой из данных величин:
Случайные величины X и Y независимые, поэтому искомое математическое ожидание:
M(XY) = M(X)M(Y)=
Следствие. Математическое ожидание произведения нескольких взаимно независимых случайных величин равно произведению их математических ожиданий.
4. Математическое ожидание суммы двух случайных величин равно сумме математических ожиданий слагаемых:
М (X + Y) = М (X) + М (Y).
Следствие. Математическое ожидание суммы нескольких случайных величин равно сумме математических ожиданий слагаемых.
Пример 4.9. Производится 3 выстрела с вероятностями попадания в цель, равными р1 = 0,4; p2 = 0,3 и р3 = 0,6. Найти математическое ожидание общего числа попаданий.
Решение.
Число попаданий при первом выстреле есть случайная величина Х1, которая может принимать только два значения: 1 (попадание) с вероятностью р1 = 0,4 и 0 (промах) с вероятностью q1 = 1 – 0,4 = 0,6.
Математическое ожидание числа попаданий при первом выстреле равно вероятности попадания:
Аналогично найдем математические ожидания числа попаданий при втором и третьем выстрелах:
М(Х2) = 0,3 и М(Х3)=0,6.
Общее число попаданий есть также случайная величина, состоящая из суммы попаданий в каждом из трех выстрелов:
Х = Х1 + Х2 + Х3.
Искомое математическое ожидание Х находим по теореме о математическом, ожидании суммы:
М(X) = M(Xl + X2 + X3) = M(X1) + M(X2) + M (X3) = 0,4 + 0,3 + 0,6 = 1,3 (попаданий).
4.6. Дисперсия случайной величины. Среднее квадратическое отклонение
Мы рассмотрели число, которое характеризует поведение случайной величины в среднем. Но среднее значение далеко не всегда дает даже общее представление о поведении случайной величины.
Есть еще одна характеристика, которая зачастую несет не менее важную информацию, — это разброс (или рассеивание) случайной величины вокруг ее среднего значения. Вспомним известную шутку о том, что средняя температура по больнице, 36,6°. Ведь это вполне может быть так, если часть больных имеет повышенную температуру, а часть пониженную. Тогда чем же будет отличаться поведение случайной величины, равной температуре больного человека, от поведения величины, равной температуре здорового? И та, и другая величины подвержены колебаниям вокруг некоторого среднего значения (возможно, даже одинакового), но очевидно, что у больных величина этих колебаний будет больше. Попробуем выяснить, какое выражение может претендовать на роль средней меры рассеивания случайной величины вокруг ее среднего значения.
Дисперсией случайной величины называется математическое ожидание квадрата ее отклонения:
Дисперсия дискретной случайной величины вычисляется по формуле:
или
Средним квадратическим отклонением (стандартом) случайной величины называется арифметический корень из дисперсии, т.е.
Пример 4.10. Найти дисперсию числа очков, выпадающих при бросании игральной кости.
Решение:
Закон распределения случайной величины Х и ее математическое ожидание М(Х) = 3,5 были приведены в примере 4.7.
Вычислим дисперсию:
Дисперсия непрерывной случайной величины определяется равенством:
.