Файл: Е.Н. Грибанов Теория вероятностей и математическая статистика. Методические указания для студентов специальности 230500 - Социальный сервис и туризм.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.06.2024

Просмотров: 197

Скачиваний: 0

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

 

 

 

 

 

-7-

 

 

 

Решение. По классическому определению

вероятности имеем

p(A) = m , где m

=C

2

=

9!

= 9 8 =36, n = C 2

= 36 35

= 630.

n

 

9

 

 

 

36

2

 

 

 

 

 

7! 2! 2

 

 

Тогда p(A) =

36

=

2 .

 

 

 

 

630

 

35

 

 

 

 

4. Геометрическая вероятность

 

 

 

О. 1. Геометрической вероятностью события А называется от-

ношение меры области благоприятных исходов к мере области все-

возможных исходов.

 

 

 

 

 

 

p(A) = Sбл ,

В частности, для плоскости согласно определению

 

 

 

 

 

 

 

 

Sвс

где Sбл - площадь области благоприятных исходов, Sвс - площадь

области всевозможных исходов.

 

 

 

Пример 7. (Задача о встрече)

 

 

 

Два студента условились встре-

 

 

 

титься в определённом месте между

1300

 

 

12 и 13 часами. Пришедший пер-

 

 

 

 

 

вым ждёт второго в течение 15

 

 

 

минут, после чего уходит. Найти

 

 

 

вероятность того, что встреча

 

 

 

состоится, если каждый студент

1215

 

 

наудачу выбирает

момент

своего

 

 

 

прихода (в промежутке от 12 до 13

1200

1215

1300

часов).

 

 

 

 

 

Решение. Обозначим событие

 

Рис 1.

А

– студенты встретятся, тогда

 

 

противоположное событие А

- студенты не встретятся. Отложим по

оси Ох время прихода первого студента, по оси Оу время прихода

второго студента. Тогда точка области с координатами

(x; y) одно-

значно определяет время прихода обоих студентов. Студенты встре-

тятся, если выполнено условие x - y

1 . Построим две прямые ли-

 

 

 

 

 

 

4

 

 

нии x y = 1 y = x

1 и

x y = −1

y = x + 1 . Область, заклю-

4

 

 

 

4

4

 

4

 

чённая между этими линиями внутри квадрата, составляет область

благоприятных исходов события А Рис. 1. Для события Аобласть


-8-

благоприятных исходов согласно Рис. 1 состоит из двух прямоугольных треугольников с катетами, равными 6045 = 34 , общей площадью,

равной S = 2

3

 

3

=

 

9

. Область всевозможных исходов равна пло-

4

4

16

 

 

 

 

щади квадрата со стороной 1. Следовательно, площадь всевозможных

исходов равна

Sвс =1 1 =1.

Тогда вероятность события

 

равна

A

9

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p(

 

)=

16

=

 

 

.

 

 

Поэтому

искомая

вероятность

равна

A

 

16

 

1

 

 

 

 

9

 

7

 

 

 

 

 

p(A)=1p(

 

)=1

=

.

 

 

 

 

A

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

5. Теоремы сложения Т.1. Для несовместных событий вероятность появления суммы со-

бытий равна сумме вероятностей. То есть p(A + B)= p(A)+ p(B).

Доказательство. Пусть опыт имеет n исходов, событию А благоприятствует k из них, а событию В - благоприятствует m. Тогда сумме событий А+В благоприятствуют m+k. Тогда

p(A + B)= mn+ k = mn + kn = p(A)+ p(B).

Пример 8. Вероятности получить на экзамене 5, 4, 3 соответственно равны 0,2; 0,3; 0,3. Найти вероятность успешной сдачи экзамена.

Решение. Обозначим события А – студент успешно сдал экзамен;

В; С; К – студент сдал экзамен на 5; 4; 3 соответственно. По условию

p(A)= p(B +C + K ). В силу несовместности событий В; С; К

и по

условию

p(B)= 0,2; p(C )= p(K )= 0,3 по теореме

имеем

p(A)= p(B +C + K )= p(B)+ p(C)+ p(K )=0,2 +0,3 +0,3 =0,8.

 

Т. 2. Для любых событий вероятность появления суммы этих событий равна сумме вероятностей этих событий без вероятности их совместного появления. То есть p(A+B)= p(A)+ p(B)p(A B).

Доказательство. Представим сумму событий А+В в виде суммы

несовместных событий A + B = A + B A , а событие В в следующем

виде B = B A + B A . Так как в обоих случаях события несовместны,

то, применяя первую теорему,

имеем

p(A + B)= p(A)+ p(B A);

p(B)= p(A B)+ p(B A), из

второго

равенства получаем


-9-

p(B A)= p(B)p(A B). Подставляя в первое, получаем оконча-

тельно p(A +B)= p(A)+ p(B)p(A B).

6. Теоремы умножения О. 1. Два события называются независимыми, если вероятность

появления одного из них не зависит от того, произошло или не произошло второе событие.

О. 2. Несколько событий называются независимыми в совокупности, если любая комбинация из них независима.

О. 3. События называются зависимыми, если появление или не появление одного из них, изменяет вероятность появления другого.

О. 4. Вероятность события В, вычисленная в предположении осуществления события А, называется условной вероятностью события

В и обозначается pA (B).

Пример 9. Из урны, содержащей 2 белых и 3 чёрных шара, наудачу последовательно извлекают два шара. Найти вероятность того, что второй извлечённый шар белый если известно, что первый извлечённый шар чёрный.

Решение. Обозначим события А – первый извлечённый шар чёрный, В - второй извлечённый шар белый. Для нахождения искомой

вероятности используем классическое определение pA (B)= mn , где

m- число благоприятных исходов, равное числу оставшихся после первого извлечения белых шаров, то есть m=2, а n- число всевозможных оставшихся шаров, то есть n=4. Тогда искомая вероятность равна pA (B)= 24 = 12 .

Т. 1. Вероятность произведения двух событий равна произведению вероятности одного из них на условную вероятность другого, вычис-

ленную при условии, что первое событие произошло. То есть p(A B)= p(A) pA (B)= p(B) pB (A).

Доказательство. Пусть число всевозможных исходов опыта равно n. Из них событию А благоприятствует m из них. Совместному

появлению событий А и В благоприятствует k. Тогда pA (B)= mk , так

как число всевозможных исходов для этого условного события равно m (событие А произошло), число благоприятных исходов равно k



-10- (событие В происходит при условии появления события А). Для дру-

гих вероятностей имеем p(A B)= k

,

p(A)= m

. Подставляя в фор-

n

 

n

 

мулу, имеем kn = mn mk = kn тождество.

Следствие 1. Если появление события А не зависит от события В, то появление события В не зависит от события А.

Доказательство. Если появление события А не зависит от события В, то можно записать p(A)= pB (A). Используя две записи теоре-

мы умножения, имеем, p(A) pA (B)= p(B) pB (A) подставив указанное условие, получим p(A) pA (B)= p(B) p(A), разделив обе части на p(A), получим pA (B)= p(B), то есть вероятность появления со-

бытия В не зависит от события А.

Следствие 2. Вероятность произведения двух независимых событий равна произведению вероятности этих событий.

Доказательство. Применяя первое следствие к теореме умножения, получаем p(A B)= p(A) p(B).

Пример 10. Известно, что 85% готовой продукции цеха является стандартной. Вероятность того, что стандартная деталь отличного качества, равна 0,51. Найти вероятность того, что наудачу взятое изделие окажется отличного качества.

Решение. Пусть А- событие, означающее, что взятое наудачу изделие стандартное, В- событие, означающее, что изделие отличного качества. Изделие может быть отличного качества, если оно стан-

дартное.

Поэтому

из

условия

задачи

следует

p(A)= 0,85 и

pA (B)= 0,51.

Тогда

искомая

вероятность

равна

p(A B)= p(A) pA (B)= 0,85 0,51 = 0,4335 .

 

 

7. Формула полной вероятности Т. Если событие А может наступить только при условии появ-

ления одного из событий H1, H2, …. Hn , образующих полную группу несовместных событий, то вероятность события А равна сумме произведений вероятностей каждого из событий H1, H2, …. Hn на соответствующую условную вероятность события А,

p(A)= n p(Hk ) pHk (A).

k =1