ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.04.2021

Просмотров: 320

Скачиваний: 1

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

èñ.

1

Ôóíêöèÿ

ðàñïðåäåëåíèÿ

Ïó

ñòü

x

åñòü

íåê

îòîðîå

äåéñòâèòåëüíîå

÷èñëî.

Ñîáûòèå,

÷òî

ñëó÷àé-

íàÿ

âåëè÷èíà

U

ïðèìåò

çíà

÷åíèå

ìåíüøåå,

÷åì

x

,

îáîçíà

÷èì

ê

àê

U < x

.

Âåðî

ÿòíîñòü

ýòîãî

ñîáûòèÿ

P

(

U < x

)

,

ðàññìàòðèâàåìàÿ

ê

àê

óíêöèÿ

îò

x

,

íàçûâàåòñ

ÿ

óíêöèåé

ðàñïðåäåëåíèÿ

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

U

:

F

(

x

) =

P

(

U < x

)

.

(8)

Ñâîéñòâà

óíêöèè

ðàñïðåäåëåíèÿ

Ôóíêöèÿ

ðàñïðåäåëåíèÿ

F

(

x

)

îáëàäàåò

äâóìÿ

ñâîéñòâàìè,

ñëåäóþ-

ùèìè

èç

îïðåäåëåíèÿ:

F

(

−∞

) = 0

,

F

(+

) = 1

.

(9)

Ôóíêöèÿ

F

(

x

)

åñòü

íåóáûâàþùàÿ

óíêöèÿ

ñâîåãî

àðãóìåíò

à:

F

(

x

2

)

F

(

x

1

)

,

ïðè

x

2

> x

1

.

(10)

Ôóíêöèÿ

ðàñïðåäåëåíèÿ

è

âåðî

ÿòíîñòè

ñîáûòèé

Çíàíèå

óíêöèè

ðàñïðåäåëåíèÿ

F

(

x

)

ïîçâîëÿåò

íàéòè

âåðî

ÿòíîñòè

ëþáûõ

ñîáûòèé,

ñâÿçàííûõ

ñî

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíîé

U

.

Âåðî

ÿòíîñòü

ñî-

áûòèÿ

B

=

{

α

U < β

},

÷òî

çíà

÷åíèå

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

U

â

ðåçó

ëü-

ò

àòå

îïûò

à

áó

äåò

ïðèíàäëåæ

àòü

çàäàííîìó

èíòåðâàëó

[

α, β

)

,

îïðåäåëÿ-

åòñ

ÿ

ê

àê

ïðèðàùåíèå

óíêöèè

ðàñïðåäåëåíèÿ

íà

ýòîì

èíòåðâàëå:

P

(

α

U < β

) =

F

(

β

)

F

(

α

)

.

(11)

16


background image

àññìîòðèì

òðè

ñîáûòèÿ:

A

=

{

U < x

1

}

, B

=

{

x

1

U < x

2

}

, C

=

{

U < x

2

}

.

Ñîáûòèÿ

A

è

B

íåñîâìåñòíû,

ïðè

ýòîì

C

=

A

+

B

.

Âåðî

ÿòíîñòü

ñîáûòèÿ,

÷òî

çíà

÷åíèå

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

â

ðåçó

ëü

ò

àòå

îïûò

à

áó

äåò

ðàâíî

îò

äåëüíîìó

çíà

÷åíèþ:

P

(

U

=

u

i

) = lim

x

u

i

[

F

(

x

)

F

(

u

i

)]

.

(12)

Çàìå÷àíèå.

Åñëè

óíêöèÿ

F

(

x

)

íåïðåðûâíà,

òî

âåðî

ÿòíîñòü

ëþáîãî

çàäàííîãî

çíà

÷åíèÿ

P

(

U

=

x

0

) = 0

.

Ïëîòíîñòü

âåðî

ÿòíîñòåé

Ïëîòíîñòüþ

ð

àñïðåäå

ëåíèÿ

âåðîÿòíîñòåé

íåïðåðûâíîé

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

íàçûâàþò

ïåðâóþ

ïðîèçâî

äíóþ

îò

óíêöèè

ðàñïðåäåëåíèÿ:

f

(

x

) =

F

(

x

) =

d

dx

F

(

x

)

.

(13)

Äëÿ

íåïðåðûâíîé

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

îðìó

ëà

(11)

ïðèíèìàåò

âèä

P

(

α

U < β

) =

β

Z

α

f

(

x

)

dx.

(14)

Ñâîéñòâà

ïëîòíîñòè

âåðî

ÿòíîñòåé

1.

f

(

x

)

0

.

2.

Z

−∞

f

(

x

)

dx

= 1

ñëîâèå

íîðìèðîâêè).

3.

F

(

x

) =

x

Z

−∞

f

(

t

)

dt .

×èñëîâûå

õ

àðàêòåðèñòèêè

ñëó÷àéíûõ

âåëè÷èí

Ìàòåìàòè÷åñê

îå

î

æèäàíèå

Ìàòå

ìàòè÷åñêèì

îæèäàíèå

ì

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

X

íàçûâàåòñ

ÿ

åå

ñðåäíåå

çíà

÷åíèå,

âû÷èñëÿåìîå

ïî

ñëåäóþùèì

îðìó

ëàì.

17


background image

1.

Äëÿ

äèñêðåòíîé

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû:

M

[

X

] =

n

X

i

=1

x

i

p

i

.

2.

Äëÿ

íåïðåðûâíîé

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû:

M

[

X

] =

Z

−∞

xf

(

x

)

dx.

Ìàòåìàòè÷åñê

îå

î

æèäàíèå

M

[

X

]

êðàòê

î

îáîçíà

÷àåòñ

ÿ

m

X

.

Ïðîñòåéøèå

ñâîéñòâà

ìàòåìàòè÷åñê

îãî

î

æèäàíèÿ.

1.

Ìàòåìàòè÷åñê

îå

î

æèäàíèå

íåñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

c

ðàâíî

ñàìîé

âåëè÷èíå

c

:

M

[

c

] =

c.

2.

Ïðè

ïðèáàâëåíèè

ê

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíå

X

íåñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

c

ê

åå

ìàòåìàòè÷åñê

îìó

î

æèäàíèþ

ïðèáàâëÿåòñ

ÿ

ò

à

æ

å

âåëè÷èíà:

M

[

X

+

c

] =

M

[

X

] +

c.

3.

Ïðè

óìíî

æ

åíèè

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

íà

íåñëó÷àéíóþ

âåëè÷èíó

c

íà

òó

æ

å

âåëè÷èíó

c

óìíî

æ

àåòñ

ÿ

åå

ìàòåìàòè÷åñê

îå

î

æèäàíèå:

M

[

cX

] =

cM

[

X

]

.

4.

Ìàòåìàòè÷åñê

îå

î

æèäàíèå

ïðîèçâåäåíèÿ

âçàèìíî

íåçàâèñèìûõ

ñëó-

÷àéíûõ

âåëè÷èí

ðàâíî

ïðîèçâåäåíèþ

ìàòåìàòè÷åñêèõ

î

æèäàíèé

ñîìíî-

æèòåëåé:

M

[

X

1

X

2

...X

n

] =

M

[

X

1

]

M

[

X

2

]

...M

[

X

n

]

.

5.

Ìàòåìàòè÷åñê

îå

î

æèäàíèå

ñóììû

ñëó÷àéíûõ

âåëè÷èí

ðàâíî

ñóììå

ìàòåìàòè÷åñêèõ

î

æèäàíèé

ñëàã

àåìûõ:

M

[

X

1

+

X

2

+

...

+

X

n

] =

M

[

X

1

] +

M

[

X

2

] +

...

+

M

[

X

n

]

.

Öåíòðèðîâàííîé

ñ

ëó÷àéíîé

âå

ëè÷èíîé

íàçûâàåòñ

ÿ

ðàçíîñòü

ìåæäó

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíîé

X

è

åå

ìàòåìàòè÷åñêèì

î

æèäàíèåì:

˚

X

=

X

M

[

X

]

.

18


background image

Äèñïåðñèÿ

Äèñïåðñèåé

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

X

íàçûâàåòñ

ÿ

ìàòåìàòè÷åñê

îå

î

æè-

äàíèå

êâàäðàò

à

ñîîòâåòñòâóþùåé

öåíòðèðîâàííîé

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû:

D

[

X

] =

M

[ ˚

X

2

]

.

Äèñïåðñèÿ

âû÷èñëÿåòñ

ÿ

ïî

ñëåäóþùèì

îðìó

ëàì.

1.

Äëÿ

äèñêðåòíîé

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû:

D

[

X

] =

n

X

i

=1

(

x

i

M

[

X

])

2

p

i

.

2.

Äëÿ

íåïðåðûâíîé

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû:

D

[

X

] =

Z

−∞

(

x

M

[

X

])

2

f

(

x

)

dx.

Äèñïåðñèÿ

D

[

X

]

êðàòê

î

îáîçíà

÷àåòñ

ÿ

D

X

.

Ïðîñòåéøèå

ñâîéñòâà

äèñïåðñèè.

1.

Äèñïåðñèÿ

íåñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

c

ðàâíà

íó

ëþ:

D

[

c

] = 0

.

2.

Ïðè

ïðèáàâëåíèè

ê

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíå

X

íåñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

c

åå

äèñïåðñèÿ

íå

ìåíÿåòñ

ÿ:

D

[

X

+

c

] =

D

[

X

]

.

3.

Ïðè

óìíî

æ

åíèè

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

X

íà

íåñëó÷àéíóþ

âåëè÷èíó

c

åå

äèñïåðñèþ

óìíî

æ

àþò

íà

c

2

:

D

[

cX

] =

c

2

D

[

X

]

.

4.

Äèñïåðñèÿ

ñóììû

íåçàâèñèìûõ

ñëó÷àéíûõ

âåëè÷èí

ðàâíà

ñóììå

äèñïåðñèé

ñëàã

àåìûõ:

D

[

X

1

+

X

2

...

+

X

n

] =

D

[

X

1

] +

D

[

X

2

]

...

+

D

[

X

n

]

.

Ñðåäíèì

êâàäð

àòè÷åñêèì

îòêëîíåíèå

ì

ñëó÷àéíîé

âåëè÷èíû

X

íà-

çûâàåòñ

ÿ

ê

îðåíü

êâàäðàòíûé

èç

äèñïåðñèè

σ

X

=

D

X

.

19


background image

Ïðèìåðû

ñ

ðåøåíèÿìè

Ïðèìåð

1.

Äèñêðåòíàÿ

ñëó÷àéíàÿ

âåëè÷èíà

U

çàäàíà

çàê

îíîì

ðàñ-

ïðåäåëåíèÿ

U

2

4

7

p

0.5

0.2

0.3

Íàéòè

óíêöèþ

ðàñïðåäåëåíèÿ

F

(

x

)

è

íà

÷åðòèòü

åå

ãðàèê.

åøåíèå.

Çíà

÷åíèé,

ìåíüøèõ

÷èñëà

2,

âåëè÷èíà

U

íå

ïðèìåò

.

Ò

àêèì

îáðàçîì,

ïðè

x

2

,

F

(

x

) =

P

(

U < x

) = 0

.

Åñëè

2

< x

4

,

òî

F

(

x

) = 0

.

5

.

Äåéñòâèòåëüíî,

U

ìî

æ

åò

ïðèíÿòü

çíà

÷åíèå

2

ñ

âåðî

ÿòíîñòüþ

0.5.

Åñëè

4

< x

7

,

òî

F

(

x

) = 0

.

7

.

Äåéñòâèòåëüíî,

U

ìî

æ

åò

ïðèíÿòü

çíà

÷åíèå

2

ñ

âåðî

ÿòíîñòüþ

0.5

è

çíà

÷åíèå

4

ñ

âåðî

ÿòíîñòüþ

0.2,

ò

.å.

î

äíî

èç

ýòèõ

çíà

÷åíèé

ñ

âåðî

ÿòíîñòüþ

0

.

5 + 0

.

2 = 0

.

7

.

Åñëè

x >

7

,

òî

F

(

x

) = 1

:

ñîáûòèå

U

7

äîñòîâåðíî

è

âåðî

ÿòíîñòü

åãî

ðàâíà

1.

Ò

àêèì

îáðàçîì,

èñê

îìàÿ

óíêöèÿ

ðàñïðåäåëåíèÿ

èìååò

âèä

F

(

x

) =

0

ïðè

x

2

,

0

.

5

ïðè

2

< x

4

,

0

.

7

ïðè

4

< x

7

,

1

ïðè

x >

7

.

ðàèê

óíêöèè

ïðèâåäåí

íà

ðèñóíê

å

2.

èñ.

2

Ïðèìåð

2.

Èç

25

âîïðîñîâ,

âêëþ÷åííûõ

â

ïðîãðàììó

ýêçàìåíà,

ñòó-

äåíò

ïî

äãîòîâèë

20.

Íà

ýêçàìåíå

ñòó

äåíò

ñëó÷àéíûì

îáðàçîì

âûáèðàåò

5

20