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: 154
Скачиваний: 0
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 кe− λ |
= |
12 e− 1 |
= |
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 |
|
|
|
|
|
|
|