Файл: Е.А. Волкова Теория вероятностей иматематическая статистика. Программа, методические указания и контрольные работы №7, 8 для студентов экономических специальностейзаочной формы обучения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.06.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

6

Рассмотрим теперь событие D – поражение цели хотя бы одним стрелком. Оно заключается в поражении мишени либо первым стрелком, либо вторым, либо обоими вместе. Это событие является суммой исходных событий, т.е. D = А + В. События А и В являются совместными, т.к. могут происходить в одном и том же испытании. Поэтому следует воспользоваться формулой Р(А+В) = Р(А) + Р(В) – –Р(А·В).

Получим Р(D) = Р(А+В) = 0,7 + 0,8 - 0,7 0,8 = 0,94.

Пример 4. Пластмассовые заготовки для деталей поступают с пресса №1, выпускающего 50% всей продукции, с пресса №2, выпускающего 30%, и с пресса №3, дающего 20%. При этом доля нестандартной продукции у первого пресса 0,10, у второго – 0,05, а у третьего

– 0,02. Наудачу взятая заготовка оказалась стандартной. Определить вероятность того, что она поступила с первого пресса.

Решение. Событие А – взятая заготовка стандартная. Она могла быть изготовлена прессом №1 (гипотеза Н1), прессом №2 (гипотеза Н2) или прессом №3 – Н3. Вероятности этих гипотез соответственно равны Р(Н1)=0,5; Р(Н2)=0,3; Р(Н3)=0,2. Событие А может произойти с событием Н1 с условной вероятностью PH1 (A) = 1- 0,1 = 0,9 . Аналогично имеем

условные вероятности:

 

PH2 (A) =

1 0,05 = 0,95;

PH3( A) = 1 0,02 = 0,98.

Тогда полная

вероятность события А, определяемая по формуле

P( A) = 3 P(H j ) PHj ( A),

j = 1

равна P(A) = 0,5 0,9 + 0,3 0,95 + 0,2 0,98 = 0,931.

Для нахождения вероятности РА(Н2) – того, что заготовка изготовлена первым прессом, при условии, что она стандартная, применим

формулу Байеса:

 

P(H j ) PH j (A)

 

 

 

 

 

PA (H j ) =

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(A)

 

 

 

 

0,5 0,9

 

 

получаем P

(H

1

) =

0,483.

 

 

 

A

 

0,931

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично можно найти условные вероятности гипотез Н1 и Н3.

При этом должно выполняться условие PA (H1 ) +

PA (H 2 ) + PA (H3 ) = 1.


7

Для решения задач №30-45 следует знать условия, к которым применимы формулы Бернулли, Пуассона, локальная и интегральная теоремы Муавра-Лапласа ([1], гл. 5, 6 §5; [2], гл. 3, 4 §1).

Пример 5. Монету подбрасывают 5 раз. Найти вероятность того, что герб выпадет ровно 2 раза.

Число повторных независимых испытаний – подбрасываний монеты n = 5 – мало. Вероятность выпадения герба в одном испыта-

нии p = 12 , вероятность противоположного события – выпадения циф-

ры: q = 1

p =

1

. Тогда вероятность выпадения двух гербов (к = 2) сле-

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

(к) =

C к pк qn к

:

 

 

 

дует определять по формуле Бернулли

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

1 3

n

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C 2

 

 

 

5!

 

 

1

 

 

4 5

 

5

 

 

 

P (2) =

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

=

 

=

 

 

.

 

 

 

 

3! 2!

32

 

2 32

16

 

 

5

5

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

Пример 6. В городе каждая десятая машина – иномарка. За час по центральной улице проезжает 900 машин. Какова вероятность того, что иномарки составляют среди них не более 90 машин.

Решение. Число независимых испытаний n = 900 – велико, а веро-

ятность появления иномарки p = 101 не близка к нулю. В этих условиях

используют приближенные формулы Муавра – Лапласа. Так как нас интересует вероятность появления события не более 90 раз, то приме-

ним интегральную формулу P(к1, к2 )

 

Ф(х2 )

Ф(х1) , получим

P900 ( не более 90) =

 

P900 (0,90) =

P900 (0

 

 

 

k

90)

Ф(х2 ) Ф(х1), где

x = к1 np =

0

900

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

90 =

 

10

 

 

 

 

=

 

30,

1

 

npq

100

1

 

 

9

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

10

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

к2 np

 

90 900

 

 

0

 

 

x2

=

=

10

 

=

=

0.

npq

100

 

1

 

 

 

 

9

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По прил. 1 определим значения функции Лапласа Ф(0) = 0, Ф(–30) = –Ф(30) = – 0,5 (функция Лапласа нечетная Ф(–х) = – Ф(х) и при x > 5

Ф(х) = 0,5).


8

Итак, Р900(не более 90) = 0 + 0,5 = 0,5.

Пример 7. Учебник издан тиражом 10000 экземпляров. Вероятность его неправильной брошюровки равна 0,0001. Найти вероятность того, что тираж содержит две бракованные книги.

Решение. Так как число испытаний n = 10000 – велико, а вероятность p = 0,0001 близка к нулю, то используем формулу Пуассона. Для

этого определим параметр λ

= np = 1 и вычислим

P

(2) =

λ кeλ

=

12 e1

=

1

≈ 0,18.

 

 

 

10000

 

к!

2!

 

2e

 

 

 

Закон распределения дискретных случайных величин, их числовые характеристики (задачи №46-60) рассмотрены в гл. 6-8 [1], гл.4 [2],

гл.11 [3].

При составлении закона распределения случайной величины для нахождения вероятностей возможных значений можно использовать основные теоремы и формулы теории вероятностей.

Пример 8. Рабочий обслуживает два станка. В течение смены первый станок потребует внимания рабочего с вероятностью 0,2, второй – с вероятностью 0,3. Составить закон распределения числа станков, потребовавших внимания рабочего в течение смены. Вычислить его числовые характеристики.

Решение. Дискретная случайная величина Х – число станков, потребовавших внимания рабочего. Обозначим событие Аi – внимание потребовал i-й станок, тогда, Ai i-й станок не потребовал внимания

рабочего. Итак, Р(А1) = 0,2, P( A1) = 1 – Р(А1) = 0,8, Р(А2) = 0,3, P(A2 ) = =1 – Р(А2) = 0,7.

Определим вероятность того, что случайная величина Х примет возможные значения 0, 1, 2:

P( X = 0) = P(

 

1

 

 

 

 

2 ) = P(

 

1) P(

 

1) =

0,8 0,7 =

0,56;

 

A

A

A

A

P( X = 1) = P( A1

 

 

 

2 +

 

1 A2 ) = P( A1

 

2 ) + P(

 

1

 

2 ) =

A

A

A

A

A

= P( A1)P(

 

2 ) + P(

 

1)P( A2 ) =

0,2 0,7 +

0,8 0,3 =

0,14 + 0,24 = 0,38;

A

A

P( X = 2) = P( A1) P( A2 ) = 0,2 0,3 = 0,06.

 

 

 

 

Составим закон распределения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х

 

0

 

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

0,56

 

 

0,38

 

 

0,06

 

 

 


9

Контроль: 3

pi =

0,56 + 0,38 +

 

0,06 = 1.

 

 

 

 

 

i = 1

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислим основные числовые характеристики:

математическое ожидание М(Х),

 

 

 

 

М (Х ) =

3

xi

pi =

0 0,56 + 1 0,38 + 2 0,06 =

0,5,

 

 

i= 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дисперсию D(Х) = М(Х2) - (М(Х))2. Для этого составим закон распреде-

ления квадрата случайной величины Х:

 

 

 

 

Х2

 

0

 

1

 

4

 

М(Х2) =

 

Р

 

0,56

 

0,38

 

0,06

 

0·0,56 + 1·0,38 + 4·0,06 = 0,62,

 

 

 

D(Х) = 0,62-(0,5)2 = 0,37.

 

 

 

 

Среднее квадратическое отклонение:

 

 

σ ( X ) =

D(Х ) =

 

0,37 ≈ 0,61.

 

 

 

 

В ряде задач на повторные независимые испытания вычисление вероятностей возможных значений случайной величины и ее числовых характеристик упрощается.

Пример 9. Каждый из трех независимо работающих приборов регистрирует уровень шума, превышающий установленную норму с вероятностью 0,9. Составить закон распределения числа приборов, зарегистрировавших шум, превышающий норму. Вычислить его числовые характеристики.

Решение. Случайная величина Х – число приборов, зарегистрировавших превышение уровня шума, может принимать четыре значения (к = 0, 1, 2, 3); соответствующие вероятности найдем по формуле Бер-

нулли при n = 3; p = 0,9; q = 1– p = 0,1; к = 0, 1, 2, 3.

P(X = 0) = P3(0) = C30p0q3 = 0,001, P(X = 1) = P3(1) = C31p1q2 = 0,027, P(X = 2) = P3(2) = C32p2q1 = 0,243, P(X = 3) = P3(3) = C33p3q0 = 0,729.

Запишем закон распределения случайной величины:

 

0

 

 

1

 

2

 

3

 

0,001

 

 

0,027

 

0,243

 

0,729

Контроль: 3

pi =

0,01+ 0,027 +

0,243 + 0,729 =

1.

 

i = 1