Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Теория вероятностей и математическая статистика.-3.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
722.49 Кб
Скачать

3. СИСТЕМЫ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель настоящей работы – освоить и уметь применять для решения задач следующие понятия и определения:

Функции от случайных величин. Системы случайных величин. Независимость, зависимость случайных величин. Условные плотности. Корреляционный момент.

Примеры задач и указания к их решению (к разделу 3)

Задача 3.1. Функции от дискретных случайных величин

Случайная величина X имеет закон распределения:

Таблица 3.1 Ряд распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

xi

0

1

2

 

 

 

 

3

 

pi

0.1

0.3

0.4

 

 

 

0.2

 

Найти закон распределения случайной величины

 

 

 

 

 

 

y sin

 

x

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Указание к решению. Находим значения функции (x) sin

 

x

1

при х=0,1,2,3, в

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

результате чего получаем числа 1,2,1,0; следовательно, возможными значениями Y являются yi = 0, 1, 2. Теперь по формуле (3.20) находим вероятности:

q1 = P(Y = 0) = P (X = 3) = 0.2;

q2 = P (Y = 1) = P (X = 0) + P (X = 2) = 0.1 + 0.4 = 0.5; q3 = P (Y = 2) = P (X = 1) = 0.3.

Закон распределения Y будет:

Таблица 3.2 Ряд распределения

 

 

 

 

 

 

 

 

уi

 

0

1

2

 

qi

0.2

0.5

0.3

 

Задача 3.2. Функции от непрерывных случайных величин

 

Вычислить плотность распределения

f y , если g ln / и

f x 1

при x 0,1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Указание к решению. Из условия

 

y g x ln x / следует:

 

x g 1 y e y , f

e y 1,

 

dg 1 y

 

 

e y , y 0, .

 

 

 

 

 

 

dy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поэтому с учётом формулы для плотности новой СВ получаем

 

f

 

y у н ,

y 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

Задача 3.3. Нелинейные функции от непрерывных случайных величин

Найти f

y

, если g 2

и f

 

x

 

1

 

 

 

 

e x2 /2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Указание к решению.

Обратная функция x g 1 y

в

 

данном случае имеет две

ветви

g1 1 y

 

 

 

 

и

 

g2 1 y

 

 

 

,

 

 

соответствующие

областям

y

 

 

 

y

 

 

X1 x : x 0 ,

X2

 

x : x 0 .

Используя

 

формулу

для

плотности

новой СВ,

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

y

 

 

 

y 1/2e y/2 , y 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 3.4. Функции от случайных величин

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Случайная величина

 

 

имеет плотность распределения

P

x

 

x 2,4 другая

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0x 2,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

случайная

величина

связана

с

функциональной

зависимостью 2 3 1 .

Определить

математическое

 

ожидание

 

M

и дисперсию

D

случайной

величины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Указание к решению:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Математическое ожидание.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По определению:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

2x3

1 P(x)dx

1

3x3 1 dx 61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Дисперсия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По определению:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x3 1 61 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

P

 

x

 

dx

 

2x3 60

 

dx 1045 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 3.5. Системы случайных величин

По таблице двумерного распределения P(x, y) найти коэффициент корреляции

xy .

Таблица 3.3 Ряд распределения

 

 

 

 

 

 

 

y

 

x

x1=1

 

x2=3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1

= -1

 

0,2

 

 

0,4

 

 

 

 

y2

=1

 

0,3

 

 

0,1

 

 

 

 

Указание к решению.

Используем формулу XY

 

 

KXY

 

, где

 

 

 

 

 

 

DX DY

 

 

 

 

 

 

 

 

KXY MXY MX MY ; DX MX 2 M 2 X

и DY MY 2 M 2Y .

Далее по формуле совместного математического ожидания получаем:

21