- •Часть 4
- •Оглавление
- •Введение
- •Вопросы по теории вероятностей и математической статистике для подготовки к экзамену
- •Литература
- •Теоретический материал к контрольной работе
- •1. Элементы комбинаторики. Пространство элементарных событий. Определения вероятности
- •1.1. Элементы комбинаторики
- •2. Теоремы сложения и умножения вероятностей
- •2.1. Теорема сложения вероятностей
- •2.2. Теорема умножения вероятностей
- •3. Формула полной вероятности. Формулы Байеса
- •3.1. Формула полной вероятности
- •3.2. Формулы Байеса
- •4. Схема повторных одинаковых независимых испытаний (схема Бернулли)
- •4.1. Формула Бернулли
- •4.2. Локальная и интегральная теоремы Муавра–Лапласа
- •4.3. Формула Пуассона
- •5. Случайные величины
- •5.1. Понятие случайной величины
- •5.2. Функция распределения св и ее свойства
- •5.3. Плотность распределения вероятностей св
- •6. Числовые характеристики св
- •6.1. Математическое ожидание и его свойства
- •6.2. Дисперсия и ее свойства
- •7. Законы распределения св
- •7.1. Законы распределения дискретных св
- •7.2. Законы распределения непрерывных св
- •8. Математическая статистика
- •8.1. Выборочный метод. Статистическое распределение
- •8.2. Точечные оценки неизвестных параметров распределения
- •8.3. Интервальные оценки неизвестных параметров
- •8.4. Статистическая проверка гипотезы о нормальном
- •Контрольные задания
- •Приложения
- •Часть 4
5.2. Функция распределения св и ее свойства
Функцией распределения СВ (интегральной функцией распределения) называется функция , равная вероятности того, что СВХ принимает значение меньшее х, т. е. .
Свойства функции распределения:
1) ;
2) – неубывающая функция, т. е. ;
3) ;
4) ;
5) функция распределения непрерывна слева: ;
6) если СВ принимает значение хi c вероятностью рi, то ;
7) если СВ Х является непрерывной, то .
5.3. Плотность распределения вероятностей св
Плотностью распределения СВ (дифференциальной функцией распределения) называется такая функция р(х), что .
Свойства плотности распределения:
1) ;
2) ;
3) ;
4) .
Чтобы задать закон распределения непрерывной СВ необходимо задать или плотность распределения, или функцию распределения.
Пример 5.1. Партия изделий содержит 10 % нестандартных. Пусть СВ Х – число стандартных изделий в партии из пяти изделий. Требуется составить закон распределения СВ и записать функцию распределения.
Решение. СВ Х может принимать значения хk = 0, 1, 2, 3, 4, 5. Вероятность найдем по формуле Бернулли:. По условию задачи.
,
,
,
,
,
.
Запишем закон распределения СВ
хi |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
pi |
0,00001 |
0,00045 |
0,0081 |
0,0729 |
0,32805 |
0,59049 |
Найдем функцию распределения. По определению:
.
При ,
при ,
при ,
при ,
при ,
при ,
при .
Окончательно
Пример 5.2. Непрерывная СВ задана плотностью распределения:
Требуется найти значение параметра с и записать функцию распределения.
Решение. Значение параметра с определим, используя свойство плотности распределения: .
.
Функцию распределения определим из условия .
Для ,
для ,
для .
Значит,
Пример 5.3. Дана функция распределения СВ:
Нужно определить плотность распределения.
Решение. Плотность распределения определим из свойства плотности распределения: .
6. Числовые характеристики св
К числовым характеристикам СВ относятся: математическое ожидание М(Х), дисперсия D(Х), среднее квадратическое отклонение (Х), начальные и центральные моменты и др.
6.1. Математическое ожидание и его свойства
Дискретная СВ принимает значения с вероятностями.Математическим ожиданием СВ называется число М(Х), которое определяется соотношением
.
Если непрерывная СВ задана плотностью распределения , то математическое ожидание определяется интегралом.
Математическое ожидание характеризует среднее значение СВ.
Свойства математического ожидания:
1) ;
2) ;
3) ;
4) , еслиСВ X и Y независимы.
6.2. Дисперсия и ее свойства
Начальным моментом k-го порядка называется математическое ожидание СВ Хk.
Для дискретных случайных величин
.
Для непрерывных случайных величин
.
Центральным моментом k-ого порядка называется математическое ожидание СВ .
Для дискретных случайных величин:
.
Для непрерывных случайных величин:
.
Дисперсией называется центральный момент второго порядка:
.
Дисперсия характеризует степень разброса значений СВ относительно математического ожидания. Дисперсия СВ равна разности математического ожидания квадрата СВ и квадрата математического ожидания.
.
Свойства дисперсии:
1) ;
2) ;
3) ;
4) ,X, Y – независимые СВ.
Средним квадратическим отклонением СВ называется корень квадратный из дисперсии СВ:
.
Пример 6.1. Дискретная СВ задана законом распределения. Требуется найти М(Х), D(X), (X).
xi |
0 |
1 |
2 |
3 |
pi |
0,1 |
0,3 |
0,4 |
0,2 |
Решение.
,
,
,
.
Пример 6.2. Непрерывная СВ задана плотностью распределения:
Требуется вычислить М(Х), D(X), (X).
Решение.
,
,
,
.