Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка ТВиМС (10.11.99) Математич. статистика.pdf
Скачиваний:
23
Добавлен:
01.03.2016
Размер:
694.57 Кб
Скачать

Решение типового варианта

Задание 1

Задачи 1.01-1.05. к =5; р = 0,1; S = 3.

Рассмотрим события: Аi = {в i - ом измерении достигнута заданная точность}, i = 1,2,…,5. По условию задачи P(Ai ) = pi = p = 0.9 ;

P(Ai ) =1pi = qi = q = 0.1.

а) Пусть А – событие того, что во всех проведенных измерениях достигнyта заданная точность. Следовательно, A= A1 A2 A3 A4 A5 . По

теореме умножения будем иметь

P(A) = P(A1 A2 A3 A4 A5 ) = P(A1 ) P(A2 ) P(A3 ) P(A4 ) P(A5 ) = = p5 = 0.95 = 0.5905.

б) Если В – событие того, что по крайней мере в трех измерениях

достигнута заданная точность, то

B = B3 + B4 + A, где

B3

= {в трех

измерениях достигнута заданная точность},

B4 =

{в четырех

измерениях

достигнута заданная точность}.

и B4

найдем по формуле Бернулли

Вероятности событий B3

P(B )

= C

3 p3q2 =10 0.93

0.12

= 0.0729,

 

 

 

3

5

 

 

 

 

 

 

P(B ) = C 4 p4q = 5 0.94

0.1 = 0.3281.

 

 

 

4

 

5

 

 

 

 

 

События В3, В4 и А несовместны, значит

 

 

 

 

P(B) = P(B3 + B4 + A) = P(B3 ) + P(B4 ) + P(A) = 0.0729 + 0.3281+

+ 0.5905 = 0.9915.

 

 

 

 

 

 

 

Задачи 1.06-1.10.

N = 125,

α = 4, β = 40,

γ=2.

 

 

Условиями приемки допускается не более 2% бракованных изделий среди 50 (что составляет 40%) проверенных, т.е. не более одного. Введем события: А0={при проверке не обнаружено ни одного бракованного изделия}, А1={среди отобранных для проверки 50 изделий обнаружено одно бракованное}. Партия из 125 изделий, содержащая 4% брака (т.е. 5 бракованных изделий), будет принята (событие А), если наступит либо событие А0, либо событие А1. Таким образом, А=А01. Но события А0 и А1 несовместны, поэтому

P(A) = P(A0 + A1) = P(A0 ) + P(A1) .

Из 125 изделий 50 можно отобрать

C50

способами, а из 120 не

бракованных изделий 50 можно выбрать C50

125

 

способами. Следовательно,

 

120

 

 

P(A ) = C50

/ C50 .

 

0

120

125

 

25

Аналогично находим вероятность события А1:

 

P(A )

= C1 C 49 / C50 .

 

 

1

5

120

125

Искомая вероятность будет равна

 

): C50 = 0.3327.

P(A)

= C50 : C50

+(C1 C 49

 

120

125

5

120

125

Задачи 1.11-1.15

к = 3,

р1

=0.7,

р2 = 0.9, р3 = 0.8.

Предположим, что событие Аi ={план выполнен i - ой бригадой},

i=1,2,3. Тогда

 

 

 

 

 

P(A1) = p1 = 0.7,

P(A2 ) = p2 = 0.9, P(A3 ) = p3 = 0.8.

а) Имеем событие А={участок выполнил план}. Это событие произойдет, если произойдут одновременно события А1, А2 и А3, т.е. A= A1 A2 A3, откуда

P(A) = P(A1 A2 A3 ) = P(A1) P(A2 ) P(A3 ) = 0.7 0.9 0.8 = 0.504.

б) Пусть В – событие того, что план выполнила только одна из бригад.

Значит B = A1 A2 A3 + A1 A2 A3 + A1 A2 A3 . Переходя в этом равенстве к вероятностям, получим

P(B) = P(A) P(A1) P(A2 ) + P(A1) P(A2 ) P(A3 ) + P(A1) P(A2 ) P(A3 ) = = 0.7 0.1 0.2 + 0.3 0.9 0.2 + 0.3 0.1 0.8 = 0.092.

в) События F = {хотя бы одна бригада выполнила план} и F = {ни одна из бригад не выполнила план} противоположны. Так как

P(F ) + P(F ) =1, то

P(F ) =1P(F ) =10.3 0.1 0.2 = 0.994.

Задачи 1.16-1.20. N = 20, S = 8, r = 5, k = 7.

Искомое событие F = {два определенных студента попадут на практику

в один город} произойдет, когда наступит или событие F1 = {два

определенных студента попадут на практику в город А}, или событие F2 =

{два определенных студента попадут на практику в город В}, или событие

F3={два определенных студента попадут на практику в город С}.

 

Поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(F ) = P(F + F

2

+ F

3

) = P(F ) + P(F

2

) + P(F

3

) = C 2

: C 2

 

+C 2

: C 2 +

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

8

20

5

20

+C72 : C202 =

1

 

(C82

+C52 +C72 )=

2!18!

8!

 

+

5!

 

+

7!

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C202

 

 

2!6!

2!3!

2!5!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20!

 

 

 

 

 

 

 

=

 

1

(7 8 + 4 5 + 6 7)=

118 = 0.3105.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

380

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

Задачи 1.21-1.26. Схема соединения элементов имеет вид:

 

 

 

 

1

 

 

3

 

 

4

 

 

 

 

p1 = p2 = 0.8, p3 = 0.85, p4 = 0.9.

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предположим, что событие Ак = {надежность к-го элемента}, а событие

 

k = {отказ к-го элемента},

k =

 

 

 

. Если событие В = {надежность схемы},

A

1,4

то будем иметь: B = (A1 + A2 ) A3 A4 . События А1 и А2 совместны, поэтому

P(B) = P((A1 + A2 ) A3 A4 ) = P(A1 + A2 ) P(A3 ) P(A4 ) = = (1P(A1) P(A2 )) P(A3 ) P(A4 ) = (1q1q2 ) p3 p4 = = (10.22 ) 0.85 0.9 = 0.7344.

Задачи 1.27-1.30. р1 = 0.9, р2 = 0.85, р3 =0.75.

Рассмотрим события: Di = {попадание в мишень при i - ом выстреле}, i=1,2,3. По условию задачи P(D1)=0.9, P(D2)=0.85, P(D3)=0.75, P(D1) = 0.1,

P(D2 ) = 0.15, P(D3 ) = 0.25.

а) Так как А=D1+D2+D3, то переходя к вероятностям, получим

P(A) = P(D1 + D2 + D3 ) =1P(D1) P(D2 ) P(D3 ) = =10.1 0.15 0.25 = 0.9962.

б) Событие В реализуется через события Di и Di следующим образом

B = D1D2 D3 + D1 D2 D3 + D1D2 D3 + D1D2 D3.

Следовательно,

P(B) = P(D1)P(D2 )P(D3 ) + P(D1)P(D2 )P(D3 ) + P(D1)P(D2 )P(D3 ) +

+P(D1)P(D2 )P(D3 ) = 0.9 0.85 0.25 + 0.9 0.15 0.75 + 0.1 0.85 0.75 +

+0.9 0.85 0.75 = 0.3563.

в) Имеем C = D1(D2 +D3) , откуда

P(C) = P(D1)P(D2 + D3 ) = P(D1)(1P(D2 ) P(D3 )) =. = 0.1 (10.15 0.25) = 0.0963

27

Задание 2

Задачи 2.01-2.05. α = 45, β = 25,γ = 30,δ1 = 2,δ2 = 3,δ3 = 5,i =1.

Возможны гипотезы: Нi ={поступившее на сборку изделие с i -го конвейера}, i = 1,2,3. Вероятности гипотез: Р(Н1) = 0.45, Р(Н2) = 0.25,

Р(Н3)=0.30.

Пусть событие А = {поступившее на сборку изделие – бракованное}. При данных гипотезах условные вероятности события А заданы:

Р(А/Н1)=0.02, Р(А/Н2)=0.03 и Р(А/Н3)=0.05.

Следовательно,

P(A) = P(H1) P(A/ H1) + P(H2 ) P(A/ H2 ) + P(H3 ) P(A/ H3 ) =

= 0.45 0.02 + 0.25 0.03 + 0.30 0.05 = 0.0315

По формуле Байеса находим вероятность гипотезы Н1 после того, как

событие А произошло:

 

 

 

 

P(H1) P(A/ H1)

 

 

= 0.45 0.02

 

 

 

 

 

P(H1

/ A) =

 

 

 

 

=

0.2857.

 

 

 

 

 

P(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.0315

 

 

 

 

 

 

 

Задачи 2.06-2.10. m1 = 2, m2

= 5, m3 = 8, p1 = 0.8, p2

= 0.7, p3 = 0.85.

Для данного опыта возможны гипотезы: Н1 = {выбранный вертолет

первого типа}, Н2 = {выбранный вертолет второго типа}, Н3 = {выбранный

вертолет третьего типа}. Вероятности гипотез равны:

 

 

 

 

 

 

 

P(H1) =

2

,

P(H 2 ) =

5

 

,

 

 

P(H3) =

8

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

15

 

 

Если событие А = {выбранный вертолет обнаружит спускаемый

аппарат}, то условные вероятности этого события известны:

Р(A/H1)=0.8,

P(A/H2)=0.7, P(A/H3)=0.85. Используя формулу полной вероятности,

находим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(A) =

2

0.8 +

 

 

5

0.7 +

 

8

0.85 =

 

1

 

 

(1.6 +3.5 +6.8)= 0.7933.

 

15

15

15

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

После опыта вероятности гипотез Н1, Н2, Н3 станут равными:

P(H1

/ A) =

 

 

P(H1) P(A/ H1)

 

 

=

 

 

 

 

 

2 0.8

 

=

0.1344,

 

 

 

 

 

P(A)

 

15 0.7933

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(H2

/ A) =

 

P(H2 ) P(A/ H2 )

=

 

 

 

5 0.7

= 0.2941,

 

 

 

 

15 0.7933

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(A)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(H3

/ A) =

 

P(H3 ) P(A/ H3 )

 

=

 

 

 

 

8 0.85

 

=

0.5714.

 

 

 

 

 

P(A)

 

15 0.7933

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, вертолет, обнаруживший спускаемый аппарат,

вероятнее всего принадлежит к третьему типу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задачи 2.11-2.15. p1 = 0.99, p2 = 0.95, p3 = 0.9, q1 = 0.2,

q2 = 0.1.

Пусть событие А = {безотказная работа реле в жарких странах}. По отношению к событию А введем следующие гипотезы:

28

Н0 = {реле работает при отсутствии помех}; Н1 = {помехой в работе реле служит только перегрев};

Н2 = {помехой в работе реле служит только вибрация}; Н3 = {реле работает при наличии двух помех: вибрации и перегрева}.

Вычислим вероятности гипотез Нi, i=0,1,2,3. Для этого рассмотрим события: В={перегрев}, С={вибрация}, причем Р(В)=q1=0.2, P(C)=q2=0.1.

Тогда H0 = B C , откуда

P(H0 ) = P(B C) = P(B) P(C) = 0.8 0.9 = 0.72.

Аналогично находим

P(H1) = P(B C) = P(B) P(C) = 0.2 0.9 = 0.18,

P(H2 ) = P(B C) = P(B) P(C) = 0.8 0.1 = 0.08,

P(H3 ) = P(B C) = P(B) P(C) = 0.2 0.1 = 0.02.

Условные вероятности события А при данных гипотезах: P(A/H0)=0.99,

P(A/H1)=0.95, P(A/H2)=0.9, P(A/H3)=0.8. По формуле полной вероятности

P(A) = 0.99 0.72 +0.95 0.18 + 0.9 0.08 + 0.8 0.02 = 0.9718.

Вероятность противоположного события

 

P(

 

) =1P(A) =10.9718 = 0.022.

 

A

Задачи 2.16-2.20.

V1 =12, V2 = 4, V3 = 9, α = 2, β = 3, γ = 4, i =1.

а) С событием

А = {случайно выбранное изделие – бракованное}

связаны гипотезы Нi ={изделие обработано на i -ой линии}, i=1,2,3. По условию задачи

P(H1) =

12

, P(H2 ) =

4

, P(H3 ) =

9

.

25

25

25

 

 

 

 

Условные вероятности события А при данных гипотезах: P(A/H1)=0.02,

P(A/H2)=0.03, P(A/H3)=0.04. По формуле полной вероятности находим

 

P(A) = P(H1) P(A/ H1) + P(H2 ) P(A/ H2 ) + P(H3 ) P(A/ H3 ) =

 

= 12 0.02 +

4

0.03 +

9

0.04 =

1

 

(0.24 + 0.12 + 0.36)= 0.0288.

 

25

 

25

 

25

25

 

 

 

 

б) Вероятность осуществления гипотезы Н1 после того, как событие А

произошло, вычислим по формуле Байеса:

 

 

 

 

 

 

P(H1 / A) =

P(H1) P(A/ H1)

=

12 0.02

= 0.3333.

 

 

25 0.0288

 

 

 

 

 

P(A)

 

 

 

 

Задачи 2.21-2.25.

p1=0.4, p2=0.6,

p3=0.8, p4=0.3, q1=0.25, q2=0.15,

q3=0.32, q4 = 0.28.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cобытие А = {отказ предохранителя} наступит при осуществлении

одной из гипотез:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н1 = {короткое замыкание в электронной лампе},

 

Н2

= {замыкание обмотки трансформатора},

 

Н3

= {пробой конденсатора},

 

 

 

 

 

29