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: 226
Скачиваний: 0
|
|
|
|
|
-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)=1− p( |
|
)=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