Файл: Методические рекомендации по выполнению контрольной работы по дисциплине Высшая математика.doc
Добавлен: 09.12.2023
Просмотров: 161
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
=0,9.
По формуле полной вероятности
.
Пример 6. (Варианты 1, 3, 5, 7, 9, 10)
Литьё в болванках поступает из двух заготовительных цехов: 70% из первого цеха, 30% из второго цеха. Литьё первого цеха имеет 10% брака, второго – 20% брака. Взятая наудачу болванка оказалась без дефекта. Какова вероятность её изготовления первым цехом?
Решение:
Событие А ={болванка без дефекта}.
Гипотеза H1 – болванка изготовлена первым цехом,
Гипотеза H2 – болванка изготовлена вторым цехом,
Литьё первого цеха имеет 10% брака, следовательно, 90% болванок, изготовленных первым цехом, не имеют дефекта и =0,9. Литьё второго цеха имеет 20% брака, следовательно, 80% болванок, изготовленных вторым цехом, не имеют дефекта и =0,8. Необходимо найти .
По формуле Бейеса
.
Тема 4. Повторение независимых испытаний.
Вероятность того, что в серии из п независимых испытаниях, в каждом из которых вероятность появления события A равна p (0р1), это событие наступит ровно k раз (безразлично в какой последовательности), равна
,
где – число сочетаний из n по k (см. выше), q=1-p– вероятность противоположного события .
В различных задачах нас могут интересовать следующие вероятности:
– вероятность того, что в п испытаниях событие A наступит менее m раз
= ;
– вероятность того, что в п испытаниях событие A наступит более m раз
= ;
– вероятность того, что в п испытаниях событие A наступит не менее m раз
= ;
– 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.
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, .
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=24000,60,4=14400,4 = 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,
По формуле полной вероятности
.
Пример 6. (Варианты 1, 3, 5, 7, 9, 10)
Литьё в болванках поступает из двух заготовительных цехов: 70% из первого цеха, 30% из второго цеха. Литьё первого цеха имеет 10% брака, второго – 20% брака. Взятая наудачу болванка оказалась без дефекта. Какова вероятность её изготовления первым цехом?
Решение:
Событие А ={болванка без дефекта}.
Гипотеза H1 – болванка изготовлена первым цехом,
Гипотеза H2 – болванка изготовлена вторым цехом,
Литьё первого цеха имеет 10% брака, следовательно, 90% болванок, изготовленных первым цехом, не имеют дефекта и =0,9. Литьё второго цеха имеет 20% брака, следовательно, 80% болванок, изготовленных вторым цехом, не имеют дефекта и =0,8. Необходимо найти .
По формуле Бейеса
.
Тема 4. Повторение независимых испытаний.
-
Формула Бернулли
Вероятность того, что в серии из п независимых испытаниях, в каждом из которых вероятность появления события A равна p (0р1), это событие наступит ровно k раз (безразлично в какой последовательности), равна
,
где – число сочетаний из n по k (см. выше), q=1-p– вероятность противоположного события .
В различных задачах нас могут интересовать следующие вероятности:
– вероятность того, что в п испытаниях событие A наступит менее m раз
= ;
– вероятность того, что в п испытаниях событие A наступит более m раз
= ;
– вероятность того, что в п испытаниях событие A наступит не менее m раз
= ;
– 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.
-
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, .
-
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=24000,60,4=14400,4 = 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,