Файл: Методические рекомендации по выполнению контрольной работы по дисциплине Математика.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Методичка

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.12.2023

Просмотров: 138

Скачиваний: 1

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

– вероятность того, что в п испытаниях событие A наступит не более m раз

= .

– вероятность того, что в п испытаниях событие A наступит не менее и не более раз

= .

Все эти вероятности могут быть вычислены по формуле Бернулли, однако, на практике ввиду вычислительных сложностей это возможно лишь при небольших n и поэтому используются приближенные формулы.

  1. Приближенные формулы Муавра- Лапласа

2.1. Локальная теорема Лапласа

Если число испытаний n велико, а вероятность p не очень мала, то



где ,

Значения функции приведены в приложении (таблица 1), при полагают , для отрицательных значений x пользуются тем, что функция четная, и, следовательно, .

2.2. Интегральная теорема Лапласа

Вероятность того, что событие А появится в n испытаниях не менее и не более раз находится по формуле

,

где ,

Значения функции Лапласа
приведены в приложении (таблица 2), при полагают , для отрицательных значений x пользуются тем, что функция нечетная, и, следовательно, .

  1. Приближенная формула Пуассона

Если число испытаний n велико, а вероятность p появления события в каждом испытании очень мала, то

.

Обозначив , =np– среднее число успехов в серии испытаний, получим

.

Значение по заданным k и  можно определить по приложению (таблица 3).

4. Наивероятнейшее число успехов

Число k0 называется наивероятнейшим, если вероятность того, что событие A наступит в n испытаниях ровно k0 раз, является наибольшей из всех вероятностей , k= 0, 1, … , n .

Наивероятнейшее число k0 определяется из двойного неравенства ,

причем:

а) если число – нецелое, то существует единственное k0;

б) если число – целое, то наивероятнейших числа два, а именно: и = = +1;

в) если – целое, то .
Пример 7. (Варианты 1, 7)

В семье пять детей. Найти вероятность того, что среди этих детей: а) ровно два мальчика; б) не более двух мальчиков

; в) более двух мальчиков; г) не менее двух и не более трех мальчиков. Вероятность рождения мальчика принять равной 0,51.

Решение:

Число испытаний n=5 невелико, поэтому вероятности можно вычислить непосредственно по формуле Бернулли.

а) Вероятность того, что среди пяти детей ровно два мальчика, равна , где , p=0,51, q=1-p=0,49.

.

б) Вероятность того, что среди пяти детей не более двух мальчиков, равна

.

.



(см. а)).



в) Событие {среди пяти детей более двух мальчиков} противоположно событию {среди пяти детей не более двух мальчиков}, поэтому его вероятность равна .

г) Вероятность того, что среди пяти детей не менее двух и не более трёх мальчиков, равна , (см. а)).



Пример 8. (Варианты 2, 9)

Сколько надо произвести независимых испытаний с вероятностью появления события в каждом испытании, равной 0,4, чтобы наивероятнейшее число появлений события в этих испытаниях было равно 25?

Решение:

По условию k0=25; р=0,4; q=0,6. Воспользуемся двойным неравенством np-q k0 np+p. Подставляя данные задачи, получим систему неравенств для определения неизвестного числа n: 0,4n-0,6 25, 0,4n+0,4 25. Из первого неравенства системы найдем
n 25,6/0,4=64. Из второго неравенства системы имеем n 24,6/0,4=61,5. Итак, искомое число испытаний должно быть или 64.

Пример 9. (Варианты 4, 6, 8, 10)

Вероятность появления события А в каждом из 2400 независимых испытаний постоянна и равна 0,6. Найти вероятность того, что событие А наступит: а) равно 1400 раз; б) от 1400 до 1800 раз; в) не менее 1400 раз.

Решение:

Число испытаний n=2400 велико; вероятность p=0,6 появления события A немала; q=1-p=0,4; npq=24000,60,4=14400,4 = 576 20, поэтому воспользуемся локальной и интегральной формулами Лапласа.

а) Имеем: n=2400, p=0,6, q=0,4, k=1400, np=1440, npq=576, Функция четная, поэтому По таблице 1 приложения . По локальной приближенной формуле Лапласа получим .

б) Имеем: n=2400, p=0,6, q=0,4, k1=1400, k2 =1800, np=1440, =24, Функция нечетная, поэтому . По таблице 2 приложения находим , (т. к. при х5 полагают ).

По интегральной приближенной формуле Лапласа
имеем

= 0,5+0,45254= 0,95254.

в) Требование, чтобы событие появлялось не менее 1400 раз, означает, что максимально допустимое число появлений события A равно числу испытаний, т.е. k2=2400. В остальном решение задачи аналогично пункту б).

Пример 10. (Варианты 3, 5)

Тираж книги 100 000 экземпляров. Вероятность того, что она сброшюрована неправильно, равна 0,00001. Найти вероятность того, что тираж содержит ровно пять бракованных книг.

Решение:

События, состоящие в том, что книги бракованные, независимы. По условию число испытаний n=100 000 весьма велико, а вероятность р=0,00001 очень мала, . Следовательно, можно использовать приближенную формулу Пуассона . По таблице 3 приложения для известных =1 и k=5 находим

Приложение

Таблица 1. Значения локальной функции Лапласа .

x

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0,0

0,3989

3989

3989

3988

39986

3984

3982

3980

3977

3973

0,1

0,3970

3965

3961

3956

3951

3945

3939

3932

3925

3918

0,2

0,3910

3902

3894

3885

3876

3867

3857

3847

3836

3825

0,3

0,3814

3802

3790

3778

3765

3752

3739

3726

3712

3697

0,4

0,3683

3668

3653

3637

3621

3605

3589

3572

3555

3538

0,5

0,3521

3503

3485

3467

3448

3429

3410

3391

3372

3352

0,6

0,3332

3312

3292

3271

3251

3230

3209

3187

3166

3144

0,7

0,3123

3101

3079

3056

3034

3011

2989

2966

2943

2920

0,8

0,2897

2874

2850

2827

2803

2780

2756

2732

2709

2685

0,9

0,2661

2637

2613

2589

2565

2541

2516

2492

2468

2444


































1,0

0,2420

2396

2371

2347

2323

2299

2275

2251

2227

2203

1,1

0,2179

2155

2131

2107

2083

2059

2036

2012

1989

1965

1,2

0,1942

1919

1895

1872

1849

1826

1804

1781

1758

1736

1,3

0,1714

1691

1669

1647

1626

1604

1582

1561

1539

1518

1,4

0,1497

1476

1456

1435

1415

1394

1374

1354

1334

1315

1,5

0,1295

1276

1257

1238

1219

1200

1182

1163

1145

1127

1,6

0,1109

1092

1074

1057

1040

1023

1006

0989

0973

0957

1,7

0,0940

0925

0909

0893

0878

0863

0848

0833

0818

0804

1,8

0,0790

0775

0761

0748

0734

0721

0707

0694

0681

0669

1,9

0,0656

0644

0632

0620

0608

0596

0584

0573

0562

0551


































2,0

0,0540

0529

0519

0508

0498

0488

0478

0468

0459

0449

2,1

0,0440

0431

0422

0413

0404

0396

0387

0379

0371

0363

2,2

0,0355

0347

0339

0332

0325

0317

0310

0303

0297

0290

2,3

0,0283

0277

0270

0264

0258

0252

0246

0241

0235

0229

2,4

0,0224

0219

0213

0208

0203

0198

0194

0189

0184

0180

2,5

0,0175

0171

0167

0163

0158

0154

0151

0147

0143

0139

2,6

0,0136

0132

0129

0126

0122

0119

0116

0113

0110

0107

2,7

0,0104

0101

0099

0096

0093

0091

0088

0086

0084

0081

2,8

0,0079

0077

0075

0073

0071

0069

0067

0065

0063

0061

2,9

0,0060

0058

0056

0055

0053

0051

0050

0048

0047

0046


































3,0

0,0044

0043

0042

0040

0039

0038

0037

0036

0035

0034

3,1

0,0033

0032

0031

0030

0029

0028

0027

0026

0025

0025

3,2

0,0024

0023

0022

0022

0021

0020

0020

0019

0018

0018

3,3

0,0017

0017

0016

0016

0015

0015

0014

0014

0013

0013

3,4

0,0012

0012

0012

0011

0011

0010

0010

0010

0009

0009

3,5

0,0009

0008

0008

0008

0008

0007

0007

0007

0007

0006

3,6

0,0006

0006

0006

0005

0005

0005

0005

0005

0005

0004

3,7

0,0004

0004

0004

0004

0004

0004

0003

0003

0003

0003

3,8

0,0003

0003

0003

0003

0003

0002

0002

0002

0002

0002

3,9

0,0002

0002

0002

0002

0002

0002

0002

0002

0001

0001

4,0

0,0001338




0000589




0000249




0000101




0000040




5,0

0,0000015