Teoria_veroyatnostey
.pdfpUSTX INTERWAL (a; b) NEOGRANI^ENNO UMENX[A@T, T.E. b ! a. tOGDA WMESTO WEROQTNOSTI POPADANIQ W INTERWAL BUDET POLU^ENA WEROQTNOSTX TOGO, ^TO QWLQETSQ PRIMET ZNA^ENIE a.
P ( = a) = lim P (a < b) = lim F (b) ; F(a)
b!a b!k
ZNA^ENIE \TOGO PREDELA ZAWISIT OT TOGO, IMEET LI FUNKCIQ F(a) W T. x = a RAZRYW ILI NET. eSLI W T. a FUNKCIQ F (x) IMEET RAZRAW, TO P( = a) RAWNO ZNA^ENI@ SKA^KA FUNKCII F (x) W T. a. eSLI F (x) W T. a NEPRERYWNA, TO P ( = a) = 0.
sLEDSTWIE. wEROQTNOSTX L@BOGO OTDELXNO WZQTOGO ZNA^ENIQ NEPRE- RYWNOJ SLU^AJNOJ WELI^INY RAWNA NUL@. iZ TOGO, ^TO WEROQTNOSTX SOBYTIQ f = ag IMEET WEROQTNOSTX RAWNU@ NUL@ DLQ NEPRERYWNYH SLU^AEW, NE SLEDUET, ^TO \TO SOBYTIE NE BUDET POQWLQTXSQ, A SLEDUET TOLXKO, ^TO PRI NEOGRANI^ENNOM POWTORENII OPYTA \TO SOBYTIE BUDET POQWLQTXSQ SKOLX UGODNO REDKO.
pRIMER 1. dISKRETNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA ZADANA ZAKONOM RAS- PREDELENIQ.
|
2 |
4 |
7 |
|
|
|
|
p |
0,5 |
0,2 |
03 |
|
|
|
|
nAJTI FUNKCI@ RASPREDELENIQ F (x) I NA^ERTITX E< GRAFIK.
rE[ENIE. 1) eSLI x 2, TO F (x) = 0, TAK KAK ZNA^ENIJ, MENX[IH ^ISLA 2, WELI^INA NE PRINIMAET.
2)eSLI 2 < x 4, TO F (x)=0,5, TAK KAK MOVET PRINQTX ZNA^ENIE 2 S WEROQTNOSTX@ 0,5.
3)eSLI 4 < x 7, TO F (x)=0,7, TAK KAK MOVET PRINQTX ZNA^ENIE 2 S WEROQTNOSTX@ 0,5 I ZNA^ENIE 4 S WEROQTNOSTX@ 0,2, ZNA^IT, ODNO IZ \TIH
ZNA^ENIJ, BEZRAZLI^NO KAKOE, MOVET PRINQTX (PO TEOREME SLOVENIQ WEROQTNOSTEJ DLQ NESOWMESTNYH SOBYTIJ) S WEROQTNOSTX@ 0,5+0,2=0,7.
4)eSLI x > 7, TO F(x) = 1, TAK KAK SOBYTIE 7 DOSTOWERNO. pO\TOMU ISKOMAQ FUNKCIQ RASPREDELENIQ IMEET WID
8 |
0; |
x 2; |
0; 5; |
2 < x 4; |
|
< |
|
|
F(x) = > 0; 7; 4 < x 7; |
||
> |
1; |
x > 7: |
: |
|
|
gRAFIK \TOJ FUNKCII IMEET WID. |
|
43
pRIMER 2. sLU^AJNAQ WELI^INA IMEET FUNKCI@ RASPREDELENIQ F(x). nAJTI FUNKCI@ RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY = a + b,
GDE a 2 R; b 2 R; a > 0.
rE[ENIE. oBOZNA^IM FUNKCI@ RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY
^EREZ F(x). tOGDA F(x) = P( < x) = P (a +b < x) = P (a < x;b) = |
||||||||||||||
P( < 1 |
(x |
; |
b)) = F (x ; b) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
a |
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
pRIMER |
3. sLU^AJNAQ WELI^INA |
ZADANA FUNKCIEJ RASPREDELENIQ |
||||||||||||
|
|
|
8 |
3 |
|
0; |
3 |
|
x ;1; |
1 |
|
|||
|
|
|
< |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
F (x) = > 4x + 4; |
;1 < x 3; |
||||||||||
|
|
|
> |
|
|
1; |
|
|
x > |
|
: |
|||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|||||||
|
|
|
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nAJTI WEROQTNOSTX TOGO, ^TO W REZULXTATE ISPYTANIQ WELI^INA PRI- |
||||||||||||||
MET ZNA^ENIE IZ INTERWALA (0; |
1 |
). |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rE[ENIE. P( 2 (0; 13)) = F (13) ; F (0) = (34 13 + 34) ; (34 0 + 34) = 14 : zADA^I.
1. dISKRETNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA ZADANA ZAKONOM RASPREDELENIQ
|
3 |
4 |
7 |
10 |
p |
0,2 |
0,1 |
0,4 |
0,3 |
|
|
|
|
|
nAJTI FUNKCI@ RASPREDELENIQ I POSTROITX E< GRAFIK.
2. sLU^AJNAQ WELI^INA ZADANA FUNKCIEJ RASPREDELENIQ.
8 |
0; |
x 2; |
F(x) = > |
0; 5x; |
2 < x 4; |
< |
1; |
x > 4: |
> |
, :
nAJTI WEROQTNOSTX TOGO ^TO W REZULXTATE ISPYTANIQ PRIMET ZNA^ENIQ:
44
A) MENX[EE 0,2.
B) MENX[EE 3.
W) NE MENX[E 5.
G) 2 (1; 3).
3. sLU^AJNAQ WELI^ENA IMEET FUNKCI@ RASPREDELENIQ F (x). nAJ- TI FUNKCI@ RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY = a ; a 2 R; 1)a >
0; 2)a < 0.
4. |
fUNKCIQ RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY IMEET WID: |
||
|
8 |
0; |
x ;1; |
|
< |
|
;1 x 1; |
|
F(x) = > a + b arcsin x; |
||
|
> |
1; |
x 1: |
nAJTI POSTOQNNYE a I b:: |
|
|
|
5. |
oPYT SOSTOIT IZ 3-H NEZAWISIMYH BROSANIJ MONETY. gERB WYPA- |
DAET S WEROQTNOSTX@ 0,5. dLQ SLU^AJNOGO ^ISLA POQWLENIJ GERBA PO- STROITX GRAFIK FUNKCII RASPREDELENIQ.
2.4pLOTNOSTX RASPREDELENIQ NEPRERYWNOJ SLU^AJ- NOJ WELI^INY
pUSTX IMEETSQ NEPRERYWNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA S FUNKCIEJ RAS- PREDELENIQ F (x). pUSTX FUNKCIQ F (x) NEPRERYWNA I DIFFERENCIRUE- MAQ.
oPREDELENIE.pLOTNOSTX@ RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY NAZYWAETSQ PROIZWODNAQ OT FUNKCII RASPREDELENIQ f(x) = F 0(x).
tERMIN "PLOTNOSTX RASPREDELENIQ" ISPOLXZUETSQ NESLU^AJNO. dEJ- STWITELXNO,
f(x) = F 0(x) = lim |
F (x + x) |
; F (x) |
= |
lim |
P (x < < x + x) |
; |
x!0 |
x |
|
|
x!0 |
x |
|
TAK KAK RASSMATRIWAETSQ PREDEL OTNO[ENIQ WEROQTNOSTI POPADENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY W INTERWAL (x; x+ x) K DLINE \TOGO INTERWALA, PRI^<M DLINA INTERWALA STREMITSQ K NUL@. pO\TOMU f(x) HARAKTERI- ZUET KAK BY PLOTNOSTX, S KOTOROJ RASPREDELQETSQ ZNA^ENIQ SLU^AJNYH WELI^IN W DANNOJ TO^KE.
rASSMOTRIM SWOJSTWA PLOTNOSTI RASPREDELENIQ.
45
sWOJSTWO 1. pLOTNOSTX RASPREDELENIQ ESTX NEOTRICATELXNAQ FUNK-
CIQ: f(x) 0.
dOKAZATELXSTWO. f(x) ESTX PROIZWODNAQ NEUBYWA@]EJ FUNKCII
F(x), ZNA^IT f(x) 0. |
< b) = ab f(x)dx. |
|
|
|||||||
sWOJSTWO 2. P (a |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
dOKAZATELXSTWO. tAK KAK PERWOOBRAZNAQ FUNKCIQ f(x) ESTX F (x), |
||||||||||
TO ab f(x)dx = F (a) |
; |
F (b) = P (a |
|
< b). |
|
|||||
R |
|
|
|
|
x |
|
|
|
||
sLEDSTWIE 1. F (x) = ;1 f(x)dx (TAK KAK F (x) = P( < x) = |
||||||||||
|
|
|
|
x |
|
R |
|
|
|
|
P(;1 < x) = |
;1R |
f(x)dx). |
|
|
|
|
||||
|
|
|
+1 |
|
|
|
|
|
|
|
sLEDSTWIE 2. |
;1R f(x)dx = 1 (SWOJSTWO NORMIROWKI) |
|||||||||
(TAK KAK |
+1 |
f(x)dx = F (+1) ; F(;1) = 1 ; 0 = 1). |
||||||||
;1 |
||||||||||
|
R |
1. fUNKCIQ RASPREDELENIQ NEPRERYWNOJ SLU^AJNOJ WELI- |
||||||||
pRIMER |
||||||||||
^INY ZADANA WYRAVENIEM: |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
8 |
0; |
x |
|
0; |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1; |
||
|
|
|
|
|
F(x) = > ax |
; 0 < x |
||||
|
|
|
|
|
|
< |
1; |
x > 1: |
||
|
|
|
|
|
|
> |
||||
nAJTI: a; f(x); P ( 2 |
|
: |
|
|
|
|
||||
(0; 25; 0; 5)): |
|
|
|
|||||||
rE[ENIE. tAK KAK FUNKCIQ RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY |
NEPRERYWNA PRI x = 1, TO ax2 = 1, ZNA^IT, a = 1. pLOTNOSTX RASPREDE- LENIQ
|
f(x) = F 0 |
(x) = 8 |
0; |
x 26 |
[0; 1]; |
|
|
|||
|
|
|
< |
2x; |
x 2 |
|
[0; 1]: |
|
|
|
P( 2 |
(0; 25; 0; 5)) = F(0; 5) |
|
: |
|
|
2 |
; 0; 25 |
2 |
= 0; 1875: |
|
; F (0; 25) = 0; 5 |
|
|
||||||||
zADA^I. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. fUNKCIQ RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY IMEET WID: F (x) =
a + b arctg x; x 2 (;1; +1): nAJTI: a; b; f(x); P( 2 |
(;1; 1)). |
|||||||
2. pLOTNOSTX RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY IMEET WID: |
||||||||
|
|
f(x) = 8 |
1 |
sin x; |
x 2 (0; ); |
|
||
|
|
2 |
|
|||||
|
|
< |
0; |
x 26 (0; ): |
|
|||
nAJTI: F (x); P ( |
2 |
(0; |
|
)): : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
4 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
46
3. pLOTNOSTX RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY IMEET WID:
|
|
|
f(x) = 8 x ; |
1 |
; x 2 |
(1; 2); |
|
|
||||
|
|
|
2 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
: |
|
|
x |
26 |
|
|
||
|
|
|
|
< 0; |
|
|
|
(1; 2): |
|
|
||
nAJTI: F (x); P ( 2 |
(1; 2; 1; 5)): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4. fUNKCIQ RASPREDELENIQ BEZOTKAZNOJ RABOTY APPARATURY W TE^E- |
||||||||||||
NIE WREMENI |
t |
IMEET WID |
: F (t) = 1;e; |
t |
; t 0; T > 0. |
nAJTI |
: f(x); P ( 2 |
|||||
T |
(0; 2T )):
2.5 ~ISLOWYE HARAKTERISTIKI SLU^AJNYH WELI- ^IN
w PREDYDU]IH PARAGRAFAH BYLI OPREDELENY ZAKONY RASPREDELENIQ SLU^AJNYH WELI^IN. kAVDYJ ZAKON RASPREDELENIQ PREDSTAWLQET SOBOJ NEKOTORU@ FUNKCI@, I UKAZANIE \TOJ FUNKCII POLNOSTX@ OPISYWAET SLU^AJNU@ WELI^INU S WEROQTNOSTNOJ TO^KI ZRENIQ. nO WO MNOGIH WO- PROSAH PRAKTIKI NET NEOBHODIMOSTI IS^ERPYWA@]IM OBRAZOM OPISY- WATX SLU^AJNU@ WELI^INU, DOSTATO^NO BYWAET UKAZATX TOLXKO OTDELX- NYE ^ISLOWYE PARAMETRY: NAPRIMER, KAKOE-TO SREDNEE ZNA^ENIE, OKO- LO KOTOROGO GRUPPIRU@TSQ WOZMOVNYE ZNA^ENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY; KAKOE-LIBO ^ISLO, HARAKTERIZU@]EE STEPENX RAZBROSANNOSTI \TIH ZNA- ^ENIJ OTNOSITELXNO SREDNEGO.
rASSMOTRIM ^ISLOWYE HARAKTERISTIKI DLQ DISKRETNYH I NEPRERYW- NYH SLU^AJNYH WELI^IN.
1. dISKRETNYE SLU^AJNYE WELI^INY.
oPREDELENIE. mATEMATI^ESKIM OVIDANIEM DISKRETNOJ SLU^AJ-
n
NOJ WELI^INY NAZYWAETSQ ^ISLO M = P xkpk: eSLI SLU^AJNAQ WE-
k=1
LI^INA IMEET S^TNOE ^ISLO ZNA^ENIJ, TO ESTX n = 1, TO1TOGDA
MATEMATI^ESKOE OVIDANIE SU]ESTWUET, ESLI SHODITSQ RQD P xkpk,
k=1
W PROTIWNOM SLU^AE, MATEMATI^ESKOE OVIDANIE NE SU]ESTWUET.
mATEMATI^ESKOE OVIDANIE QWLQETSQ WEROQTNOSTNYM ANALOGOM SRED-
NEGO ARIFMETI^ESKOGO. eSLI GRUBO OCENITX pk,TO pk |
k, GDE k = |
||||||||
|
mk |
; mk-SKOLXKO RAZ WSTRETILOSX ZNA^ENIE xk, KOGDA PROWODILOSX N IS- |
|||||||
|
|
||||||||
|
N |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
n |
|
mk |
|
xkmk |
|
|
|
|
|
|
|
k=1 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
PYTANIJ. pO\TOMU M |
k=1 |
xk |
N |
= |
P N |
: |
|
||
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
mATEMATI^ESKOE OVIDANIE OBLADAET SWOJSTWAMI, KOTORYE SLEDU@T IZ EGO OPREDELENIQ.
sWOJSTWO 1. mATEMATI^ESKOE OVIDANIE POSTOQNNOJ RAWNO \TOJ POSTOQNNOJ.
dOKAZATELXSTWO. pOSTOQNNU@ C MOVNO RASSMATRIWATX KAK DIS- KRETNU@ SLU^AJNU@ WELI^INU, KOTORAQ MOVET PRINEMATX TOLXKO ODNO
ZNA^ENIE C S WEROQTNOSTX@ 1, PO\TOMU MC = 1 = C:
sWOJSTWO 2. mATEMATI^ESKOE OVIDANIE SUMMY DWUH SLU^AJNYH WELI^IN RAWNO SUMME IH MATEMATI^ESKIH OVIDANIJ. M( + ) = M +
M .
dOKAZATELXSTWO. pUSTX a1; :::; an { WOZMOVNYE ZNA^ENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY , p1; : : : ; pn { WEROQTNOSTI \TIH ZNA^ENIJ, b1; : : : ; bm- WOZMOV- NYE ZNA^ENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY , q1; : : : ; qm { WEROQTNOSTI \TIH ZNA-
^ENIJ. wOZMOVNYE ZNA^ENIQ + IME@T WID ak + bl; 1 |
k n; 1 |
l |
|||||||||||
m: oBOZNA^IM pkl-WEROQTNOSTX TOGO, ^TO PRIMET ZNA^ENIE ak, |
{ |
ZNA- |
|||||||||||
^ENIE bl. tOGDA M( + ) = |
n m (ak +bl)pkl = |
n |
ak( |
m |
pkl)+ |
m ( |
n |
pkl); |
|||||
|
|
|
|
|
k=1 l=1 |
k=1 |
|
l=1 |
|
l=1 |
k=1 |
|
|
|
m |
pkl = pk; |
n |
|
P P |
P |
|
P |
|
P |
P |
|
|
NO |
l=1 |
k=1 |
pkl = ql, ZNA^IT, M( + ) = M + M . |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
P |
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sLEDSTWIE. mATEMATI^ESKOE OVIDANIE SUMMY KONE^NOGO ^ISLA SLU- |
^AJNYH WELI^IN RAWNO SUMME IH MATEMATI^ESKIH OVIDANIJ. M( 1+ 2+
::: + n) = M 1 + M 2 + ::: + M n:
sWOJSTWO 3. mATEMATI^ESKOE OVIDANIE PROIZWEDENIQ DWUH NEZA- WISIMYH SLU^AJNYH WELI^IN RAWNO PROIZWEDENI@ IH MATEMATI^ESKIH OVIDANIJ M( ) = M M .
dOKAZATELXSTWO. wOSPOLXZUEMSQ OBOZNA^ENIQMI, KOTORYE BYLI WWE- DENY W DOKAZATELXSTWE LEMMY 2. tOGDA WEROQTNOSTX TOGO, ^TO PRI- MET ZNA^ENIE akbk BUDET RAWNA pkql, TO ESTX P ( = akbk) = pkql; TAK KAK WELI^INY I NEZAWISIMY. tOGDA PO OPREDELENI@ MATEMATI^ESKOGO
OVIDANIQ M = k=1n l=1m |
akblpkql = n=1k |
akpk l=1m |
blql = M M . |
P P |
P |
P |
|
sLEDSTWIE. pOSTOQNNYJ MNOVITELX MOVNO WYNOSITX ZA ZNAK MATE- MATI^ESKOGO OVIDANIQ M(C ) = CM .
2. nEPRERYWNYE SLU^AJNYE WELI^INY.
pUSTX NEPRERYWNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA IMEET PLOTNOSTX RASPRE- DELENIQ f(x).
oPREDELENIE. mATEMATI^ESKIM OVIDANIEM NEPRERYWNOJ SLU^AJ-
NOJ WELI^INY NAZYWAETSQ ^ISLO M = +R1 xf(x)dx. gOWORQT, ^TO
;1
48
MATEMATI^ESKOE OVIDANIE SLU^AJNOJ WELI^INY SU]ESTWUET, ESLI NESOBSTWENNYJ INTEGRAL SHODITSQ.
mATEMATI^ESKOE OVIDANIE DLQ NEPRERYWNYH SLU^AJNYH WELI^IN OBLADAET TEMI VE SWOJSTWAMI, ^TO I MATEMATI^ESKOE OVIDANIE DIS- KRETNYH SLU^AJNYH WELI^IN.
1.M( + ) = M + M :
2.eSLI I NEZAWISIMY, TO M( ) = M M :
3.M(C ) = CM , s| POSTOQNNAQ.
pREDLAGAEM ^ITATEL@ DOKAZATX IH SAMOSTOQTELXNO.
kROME MATEMATI^ESKOGO OVIDANIQ, KOTOROE UKAZYWAET NEKOTOROE SRED- NEE ZNA^ENIE SLU^AJNOJ WELI^INY, MOVNO RASSMATRIWATX I SREDNIJ RAZBROS SLU^AJNOJ WELI^INY OKOLO SWOEGO MATEMATI^ESKOGO OVIDANIQ. mEROJ \TOGO RAZBROSA (RASSEIWANIQ) SLUVIT DISPERSIQ.
oPREDELENIE. dISPERSIEJ SLU^AJNOJ WELI^INY NAZYWAETSQ MA- TEMATI^ESKOE OVIDANIE KWADRATA OTKLONENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY
OT SWOEGO MATEMATI^ESKOGO OVIDANIQ D = M( ; M )2. |
||||
+ |
|
P |
; |
M )2pi; A DLQ NE- |
pO\TOMU DLQ DISKRETNYH SLU^AEW D = |
1 (xi |
|
||
R |
i=1 |
|
|
|
|
|
|
||
PRERYWNYH SLU^AJNYH WELI^IN D = |
1(x ; M )2f(x)dx. wELI^INA |
= pD ; ;1 .
NAZYWAETSQ SREDNEKWADRATI^ESKIM OTKLONENIEM rASSMOTRIM SWOJSTWA DISPERSII.
sWOJSTWO 1. dISPERSIQ POSTOQNNOJ RAWNA 0.
dOKAZATELXSTWO. DC = M(C ; C)2 = 0:
sWOJSTWO 2. eSLI C { POSTOQNNAQ, TO D(C ) = C2D :
dOKAZATELXSTWO. D(C ) = M(C ; MC )2 = M(C2( ; M )2) =
C2D :
sWOJSTWO 3. dISPERSIQ SUMMY DWUH NEZAWISIMYH SLU^AJNYH WELI- ^IN RAWNA SUMME IH DISPERSIJ D( + ) = D + D :
dOKAZATELXSTWO. D( + ) = M( + ; M( + )2) = M(( ;M ) + ( ;M ))2 = D +D +2M(( ;M )( ;M )): wELI^INY NEZAWISIMY, PO\TOMU NEZAWISIMY WELI^INY ;M I ;M , TOGDA M(( ;M )( ;
M )) = M( ; M )M( ; M ) = 0:
kROME HARAKTERISTIK POLOVENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY NA PRQMOJ ISPOLXZUETSQ E]< RQD DRUGIH HARAKTERISTIK, KAVDAQ IZ KOTORYH OPI- SYWAET TO ILI INOE SWOJSTWO RASPREDELENIQ.
oPREDELENIE. nA^ALXNYM MOMENTOM k-OGO PORQDKA SLU^AJNOJ WE- LI^INY NAZYWAETSQ MATEMATI^ESKOE OVIDANIE k-OJ STEPENI SLU-
49
^AJNOJ WELE^INY K = M k. |
n |
|
o^EWIDNO, ^TO DLQ DISKRETNYH SLU^AJNYH WELI^IN k = |
xikpi, |
|
|
i=1 |
|
DLQ NEPRERYWNYH SLU^AJNYH WELI^IN k = +1xkf(x)dx. |
P |
|
;1R
oPREDELENIE. cENTRALXNYM MOMENTOM k-OGO PORQDKA SLU^AJNOJ WELI^INY NAZYWAETSQ MATEMATI^ESKOE OVIDANIE k-OJ STEPENI SLU- ^AJNOJ WELI^INY OT SWOEGO MATEMATI^ESKOGO OVIDANIQ.
o^EWIDNO,^TO DLQ DISKRETNYH SLU^AJNYH WELI^IN
n
Dk = X(xi ; M )kpi;
i=1
DLQ NEPRERYWNYH SLU^AJNYH WELI^IN
D = +1(x ; M )kf(x)dx:
k Z
;1
w ^ASTNOSTI, DISPERSIQ - \TO CENTRALXNYJ MOMENT 2-GO PORQDKA. dLQ
NAHOVDENIQ DISPERSII UDOBNO POLXZOWATXSQ INOGDA FORMULOJ WIDA
D = M 2 ;(M )2. dEJSTWITELXNO, D = M( ;M )2 = M( 2 ;2 M + (M )2) = M 2 ; 2M( M ) + (M )2 = M 2 ; 2(M )2 + (M )2 = M 2 ; (M )2.
pRIMER 1. dISKRETNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA ZADANA RQDOM RASPRE- DELENIQ
|
2 |
5 |
8 |
19 |
|
|
|
|
|
p |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,1 |
|
|
|
|
|
nAJTI MATEMATI^ESKOE OVIDANIE I DISPERSI@ SLU^AJNOJ WELI^INY
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rE[ENIE. M = |
n |
xipi = 2 |
|
0; |
2 + 5 |
|
0; 3 + 8 |
|
0; 4 + 19 |
|
0; 1 = 7. dLQ |
||||||
n |
iP=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
; |
|
2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(M ) |
|
|||
NAHOVDENIQ DISPERSII ISPOLXZUEM FORMULU D = M |
|
|
|
||||||||||||||
M 2 = i=1 xi2pi = 22 |
+52 0; 3 + 82 0; 4 + 192 0; 1 = 70 |
|
|
|
|||||||||||||
D = 70P; 72 = 70 ; |
49 = 21. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pRIMER 2. pLOTNOSTX RASPREDELENIQ NEPRERYWNOJ SLU^AJNOJ WELI- |
|||||||||||||||||
^INY IMEET WID: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f(x) = 8 |
3x2; x 2 |
[;1; 0] |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
: |
|
0; |
x |
26 |
[ |
; |
1; 0]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
< |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50
nAJTI MATEMATI^ESKOE OVIDANIE I DISPERSI@.
|
|
rE[ENIE. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
4 |
M = +1xf(x)dx = ;1 xf(x)dx |
+ 0 |
xf(x)+ +1 xf(x)dx = |
0 |
3x3dx = |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
;R1 |
|
|
|
|
|
;1R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
;R |
|
|
|
|
|
R |
;R |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
0 |
|
1 |
|
3x |
|
0 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
j;1 = ;4 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; (M )2. |
|
|
|||||
|
|
dISPERSIQ NAJDEM PO FORMULE D = M 2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
|
+ |
|
|
2 |
|
|
0 |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
3x5 |
0 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
M |
|
= |
|
1 x f(x) = |
1 |
3x |
|
dx = |
|
5 |
j;1 |
= 5. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
;1 |
|
3 |
|
|
;R |
3 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
R |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
pO\TOMU |
|
D = 5 ; |
(;4) |
|
= 80. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
zADA^I. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1. sLU^AJNAQ WELI^INA ZADANA RQDOM RASPREDELENIQ |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
4 |
|
|
|
7 |
|
10 |
|
|
12 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
0,1 |
|
0,2 |
|
0,9 |
|
0,2 |
|
0,1 |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
nAJTI MATEMATI^ESKOE OVIDANIE I DISPERSI@.
2.dWA PRIBORA ISPYTYWALISX NA NADEVNOSTX. wEROQTNOSTX OTKAZA PERWOGO PRIBORA 0,1, A WTOROGO 0,05. nAJTI MATEMATI^ESKOE OVIDANIE I DISPERSI@ SLU^AJNOGO ^ISLA OTKAZAW[IH PRIBOROW.
3.wEROQTNOSTX PRIEMA POZYWNOGO SIGNALA ODNOJ RADIOSTANCII DRU- GOJ RADIOSTANCIEJ RAWNA 0,2 PRI KAVDOJ POSYLKE. pOZYWNYE PODA@TSQ KAVDYE 5 SEKUND DO TEH POR, POKA NE BUDET POLU^EN OTWETNYJ SIGNAL, PRINNIMAEMYJ DOSTOWERNO. oB]EE WREMQ PROHOVDENIQ POZYWNOGO I OT- WETNOGO SIGNALOW RAWNO 16 SEKUND . nAJTI SREDNEE ^ISLO PODAWAEMYH POZYWNYH SIGNALOW DO USTANOWLENIQ DWUHSTORONNEJ SWQZI.
4.nEPRERYWNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA IMEET RAWNOMERNOE RASPREDELE-
NIE
|
1 |
|
|
|
f(x) = 8 b;a; x 2 |
(a; b) |
|||
< 0; |
|
x 2 |
(a; b): |
|
nAJTI MATEMATI^ESKOE OVIDANIE: |
I DISPERSI@. |
5. |
nEPRERYWNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA IMEET POKAZATELXNOE RASPRE- |
|||
DELENIE |
|
|
|
|
|
F(x) = 8 |
0; |
|
x < 0 |
|
< 1 |
; e; |
; x > 0: |
|
nAJTI MATEMATI^ESKOE OVIDANIE: |
I DISPERSI@. |
|||
6. |
fUNKCIQ RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY IMEET WID (ZAKON |
|||
ARKSINUSA) |
|
|
|
51
< |
|
|
|
0; |
|
x ;1 |
|
||||
1 |
+ 1 arcsin x; |
|
1 |
|
|
x |
|
1 |
|||
F (x) = 8 |
; |
|
|
||||||||
> |
2 |
|
|
|
|
|
|||||
> |
|
1; |
|
1 |
x: |
|
|||||
nAJTI MATEMATI^ESKOE: OVIDANIE I DISPERSI@. |
|
2.6nORMALXNOE RASPREDELENIE (gAUSSA)
oDNIM IZ NAIBOLEE ^ASTO WSTRE^A@]IHSQ RASPREDELENIJ QWLQETSQ NORMALXNOE RASPREDELENIE (gAUSSA). oNO IGRAET BOLX[U@ ROLX W TE- ORII WEROQTNOSTEJ, A SWQZANO \TO S TEM, ^TO NORMALXNYJ ZAKON RAS- PREDELENIQ QWLQETSQ PREDELXNYM ZAKONOM, K KOTOROMU PRIBLIVA@TSQ DRUGIE ZAKONY RASPREDELENIQ.
oPREDELENIE. nEPRERYWNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA IMEET NORMALX- NOE RASPREDELENIE, ESLI EE PLOTNOSTX RASPREDELENIQ IMEET WID:
f(x) = p |
1 |
|
e; |
(x;a)2 |
|
|
2 2 ; |
||
|
|
|||
2 |
|
|
GDE a I - NEKOTORYE POSTOQNNYE, NAZYWAEMYE PARAMETRAMI RASPRE- DELENIQ.
fUNKCIQ RASPREDELENIQ F (x) PRINIMAET WID:
|
|
|
x |
(x a)2 |
|
|||
|
|
21 Z e; |
|
|||||
F (x) = p |
2;2 |
dx: |
||||||
|
;1 |
|
|
|
|
|||
nAJDEM OSNOWNYE ^ISLOWYE HARAKTERISTIKI NORMALXNOGO RASPREDE- |
||||||||
LENIQ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
mATEMATI^ESKOE OVIDANIE |
|
|
|
|||||
+1 |
1 |
|
+1 |
|
(x;a)2 |
|||
M = Z |
xf(x)dx = |
p |
|
|
Z |
xe; |
2 2 dx: |
|
2 |
||||||||
;1 |
|
|
|
|
|
;1 |
|
|
sDELAEM ZAMENU PEREMENNOJ u = x;a tOGDA x = u + a; dx = du, A
PREDELY INTEGRIROWANIQ OSTA@TSQ TEMI VE, W ^EM NETRUDNO UBEDITXSQ. pOLU^AEM
+ |
|
+ |
|
du + |
||||
M = p12 Z1( u + a)e; 2 |
du = p2 Z1ue; 2 |
|||||||
|
|
|
u2 |
|
|
|
u2 |
|
;1 |
|
;1 |
|
|
+ |
|
du: |
||
pa2 Z1e; 2 |
||||
|
|
|
u2 |
|
;1 |
|
|
52