Как найти числовые характеристики этой случайной величины

Содержание:

Числовые характеристики случайных величин:

Как мы уже выяснили, закон распределения полностью характеризует случайную величину, так как позволяет вычислить вероятности любых событий, связанных с этой случайной величиной. Однако, во-первых, закон распределения не всегда известен, а, во-вторых, для решения многих практических задач совсем необязательно знать закон распределения. Достаточно знать отдельные числовые характеристики, которые в сжатой, компактной форме выражают наиболее существенные черты распределения.

Например, можно составить законы распределения двух случайных величин – числа очков, выбиваемых двумя стрелками, – и выяснить, какой из двух стрелков стреляет лучше. Однако, даже не зная законов распределения, можно сказать, что лучше стреляет тот, кто в с р е д н е м выбивает большее количество очков. Таким средним значением случайной величины является математическое ожидание.

Математическое ожидание случайной величины

Определение: Математическим ожиданием, или средним значением, M(X) д и с к р е т н о й случайной величины X называется сумма произведений всех ее значений на соответствующие им вероятности: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Заменим в формуле для дискретной случайной величины знак суммирования по всем ее значениям знаком интеграла с бесконечными пределами, дискретный аргумент xi – непрерывно меняющимся Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Рассмотрим свойства математического ожидания.

  1. Математическое ожидание постоянной величины равно самой постоянной: М(С) = С. (5.3)
  2. Постоянный множитель можно выносить за знак математического ожидания, т.е. M(СX) = С·M(X). (5.4)
  3. Математическое ожидание алгебраической суммы конечного числа случайных величин равно такой же сумме их математических ожиданий, т.еЧисловые характеристики случайных величин - определение и примерами решения
  4. Математическое ожидание произведений конечного числа случайных величин равно произведению их математических ожиданий, т.е. M(XY) = M(X)·M(Y). (5.6)
  5. Если все значения случайной величины увеличить (или уменьшить) на постоянную С, то на эту же постоянную С увеличится (или уменьшится) математическое ожидание этой случайной величины: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения
  6. Математическое ожидание отклонения случайной величины от ее математического ожидания равно нулю: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Пример:

Найти математическое ожидание случайной величины Z = 8X – – 5Y + 7, если известно, что M(X) = 3, M(Y) = 2.

Решение:

Используя свойства 1, 2, 3 математического ожидания, находим Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Итак, мы установили, что математическое ожидание является важной числовой характеристикой случайной величины. Однако одно лишь математическое ожидание не может в достаточной степени характеризовать случайную величину. Вернемся к задаче о стрелках. При равенстве средних значений числа выбиваемых очков, вопрос о том, какой из стрелков стреляет лучше, остается открытым. Однако в этом случае можно сделать предположение, что лучше стреляет тот стрелок, у которого отклонения числа выбитых очков от среднего значения меньше.

Мерой рассеяния значений случайной величины вокруг ее математического ожидания служит дисперсия (слово дисперсия означает «рассеяние).

Дисперсия случайной величины

Определение: Дисперсией D(X) случайной величины Х называется математическое ожидание квадрата ее отклонения от математического ожидания: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Для дискретной случайной величины X эта формула принимает вид: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Для непрерывной случайной величины: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения На практике для вычисления дисперсии часто удобно пользоваться следующей теоремой.

Теорема. Дисперсия равна разности между математическим ожиданием квадрата случайной величины Х и квадратом ее математического ожидания: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения Для дискретной случайной величины X эта формула принимает вид: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения Для непрерывной случайной величины: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Рассмотрим свойства дисперсии.

  1. Дисперсия постоянной величины равна нулю:Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения
  2. Постоянный множитель можно выносить за знак дисперсии, возведя его при этом в квадрат, т.е. Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения
  3. Дисперсия алгебраической суммы конечного числа случайных величин равна сумме их дисперсий, т.е.Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения
  4. Дисперсия разности двух независимых случайных величин равна сумме их дисперсий, т.е. Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Пример №1

Найти дисперсию случайной величины Z = 8X – 5Y + 7, если известно, что D(X) = 1, D(Y) = 2.

Решение:

Используя свойства дисперсии, находим Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Среднее квадратическое отклонение случайной величины

Дисперсия D(X) имеет размерность квадрата случайной величины, что не всегда удобно. Поэтому в качестве показателя рассеяния используют также величинуЧисловые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Определение: Средним квадратическим отклонением (или стандартным отклонением) σ(Х) случайной величины Х называют значение квадратного корня из ее дисперсии: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Свойства среднего квадратического отклонения вытекают из свойств дисперсии.

Мода и медиана. Квантили

Кроме математического ожидания, дисперсии и среднего квадратического отклонения, в теории вероятностей применяется еще ряд числовых характеристик, отражающих те или иные особенности распределения.

Определение: Модой Мо(Х) случайной величины Х называется ее наиболее вероятное значение (для которого вероятность pi или плотность вероятности f(x) достигает максимума).

Если вероятность или плотность вероятности достигает максимума не в одной, а в нескольких точках, распределение называется полимодальным.

Определение: Медианой Ме(Х) непрерывной случайной величины Х называется такое ее значение, для которого Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения т. е. вероятность того, что случайная величина Х примет значение, меньшее медианы или большее ее, одна и та же и равна 1/2. Геометрически вертикальная прямая х = Ме(Х), проходящая через точку с абсциссой, равной Ме(Х), делит площадь фигуры под кривой распределения на две равные части. Очевидно, что в точке х = Ме(Х) функция распределения равна 1/2.

Пример №2

Найти моду, медиану случайной величины Х с плотностью вероятности Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Решение:

Кривая распределения представлена на рис. 5.1 Очевидно, что плотность вероятности максимальна при х= Мо(Х) = 1. Медиану Ме(Х) = найдем из условия Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решенияили Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решенияоткуда Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Наряду с модой и медианой для описания случайной величины используется понятие квантиля.

Определение: Квантилем уровня q (или q-квантилем) называется такое значение хq случайной величины, при котором функция ее распределения принимает значение, равное q, т. е. Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Пример №3

По данным примера 5.3 найти квантиль Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Решение:

Находим функцию распределения Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Моменты случайных величин. Асимметрия и эксцесс

Среди числовых характеристик случайной величины особое место занимают моменты – начальные и центральные.

Определение: Начальным моментом k-го порядка случайной величины Х называется математическое ожидание k-ой степени этой величины: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения Для дискретной случайной величины формула начального момента имеет вид: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения Для непрерывной случайной величины: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Определение: Центральным моментом k-го порядка случайной величины Х называется математическое ожидание k-ой степени отклонения случайной величины Х от ее математического ожидания: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Для дискретной случайной величины формула центрального момента имеет вид:

Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Для непрерывной случайной величины: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения Нетрудно заметить, что при k = 1 первый начальный момент случайной величины Х есть ее математическое ожиданиеЧисловые характеристики случайных величин - определение и примерами решенияпри k = 2 второй центральный момент – дисперсия Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Т.е. первый начальный момент характеризует среднее значение распределения случайной величины Х; второй центральный момент – степень рассеяния распределения Х относительно математического ожидания. Для более подробного описания распределения служат моменты высших порядков.

Третий центральный момент μ3 служит для характеристики ассиметрии (т.е. скошенности ) распределения. Он имеет размерность куба случайной величины. Чтобы получить безразмерную величину, ее делят на Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения, где σ – среднее квадратическое отклонение случайной величины Х.

Полученная величина А называется коэффициентом асимметрии случайной величины: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения Если распределение симметрично относительно математического ожидания, то коэффициент асимметрии равен нулю А = 0.

Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

На рис. 5.2 показаны две кривые распределения 1 и 2. Кривая 1 имеет положительную (правостороннюю) асимметрию (А > 0), а кривая 2 – отрицательную (левостороннюю) асимметрию (А < 0).

Четвертый центральный момент μ4 служит для характеристики крутости (островершинности или плосковершинности) распределения.

Эксцессом случайной величины называется число Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения (Число 3 вычитается из отношения потому, что для нормального распределения, которое встречается наиболее часто, отношениеЧисловые характеристики случайных величин - определение и примерами решения Кривые, более островершинные, чем нормальная, обладают положительным эксцессом, более плосковершинные – отрицательным эксцессом.

Числовые характеристики независимых испытаний

Пусть производится n независимых испытаний, в каждом из которых вероятность появления события А постоянна и равна р (т.е. повторные независимые испытания). В этом случае математическое ожидание числа появлений события А в n испытаниях находится по формуле M(X) = np, (5.30) а дисперсия по формуле D(X) = npq. (5.31)

Одинаково распределенные взаимно независимые случайные величины

Рассмотрим n взаимно независимых случайных величин Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения которые имеют одинаковые распределения, а следовательно, одинаковые характеристики (математическое ожидание, дисперсию и др.). Наибольший интерес представляют числовые характеристики среднего арифметического этих величин.

Обозначим среднее арифметическое n взаимно независимых случайных величин через Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Сформулируем положения, устанавливающие связь между числовыми характеристиками среднего арифметического Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения и соответствующими характеристиками каждой отдельной величины.

  1. Математическое ожидание среднего арифметического одинаково распределенных взаимно независимых случайных величин равно математическому ожиданию а каждой из величин:Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения
  2. Дисперсия среднего арифметического n одинаково распределенных взаимно независимых случайных величин в Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения раз меньше дисперсии D каждой из величин: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения
  3. Среднее квадратическое отклонение n одинаково распределенных взаимно независимых случайных величин в n раз меньше среднего квадратического отклонения σ каждой из величин: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Пример:

По данному распределению выборки (табл. 2.1) найти эмпирическую функцию распределения.

Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Решение. Определяем объем выборки: Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения
Определяем относительные частоты вариант (табл. 2.2):  

Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

Так  как  значение  Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения  есть  сумма  относительных  частот вариант Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решенияпопадающих в интервал Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения запишем эмпирическую функцию распределения:

Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

График примет вид: 

Числовые характеристики случайных величин - определение и примерами решения

  • Нормальный закон распределения
  • Основные законы распределения вероятностей
  • Асимптотика схемы независимых испытаний
  • Функции случайных величин
  • Формула полной вероятности 
  • Повторные независимые испытания
  • Простейший (пуассоновский) поток событий
  • Случайные величины


Числовые характеристики дискретной случайной величины.

Основными характеристиками ДСВ являются математическое ожидание, дисперсия и среднеквадратическое отклонение.

Характеристикой среднего значения случайной величины служит математическое ожидание.

Математическим ожиданием дискретной случайной величины называют сумму произведений всех ее возможных значений на их вероятности:

sum_{i=1}^n x_{i} cdot p_{i}=x_{1} cdot p_{1}+x_{2} cdot p_{2}+cdots +x_{n} cdot p_{n}

Свойства математического ожидания:

1. Математическое ожидание постоянной величины равно самой постоянной:

    [M(C)=C]

2. Постоянную можно выносить за знак математического ожидания:

    [M(CX)=CM(X)]

3. Математическое ожидание произведения взаимно независимых случайных величин равно произведению математических ожиданий сомножителей:

    [M(X_1 cdot X_2 cdot ... cdot X_n)=M(X_1)cdot M(X_2)cdot ... cdot M(X_n)]

4. Математическое ожидание суммы случайных величин равно сумме математических ожиданий слагаемых:

    [M(X_1 + X_2 + ... + X_n)=M(X_1) + M(X_2) + ... + M(X_n)]

(для разности аналогично)

Характеристиками рассеяния возможных значений случайной величины вокруг математического ожидания служат, в частности, дисперсия и среднее квадратическое отклонение.

Дисперсией случайной величины Х называют математическое ожидание квадрата отклонения случайной величины от ее математического ожидания:

    [D(X)=M{[X-M(X)]}^2]

Дисперсию удобно вычислять по формуле:

    [D(X)=M(X^2)-{[M(X)]}^2]

Свойства дисперсии:

1. Дисперсия постоянной равна нулю:

    [D(C)=0]

2. Постоянный множитель можно выносить за знак дисперсии, предварительно возведя его в квадрат:

    [D(CX)=C^2D(X)]

3. Дисперсия суммы (разности) независимых случайных величин равна сумме дисперсий слагаемых:

    [D(X_1 pm X_2 pm ... pm X_n)=D(X_1) + D(X_2) + ... + D(X_n)]

4.

    [D(X+C)=D(X)]

Средним квадратическим отклонением случайной величины называют квадратный корень из дисперсии:

    [sigma (X) =sqrt{D(X)}]

Рассмотрим следующие задачи.

1. Математическое ожидание и дисперсия СВ Х соответственно равны 0,5 и 5. Найти математическое ожидание и дисперсию случайной величины 2X-3.

Решение.

Согласно свойствам математического ожидания и дисперсии, получаем:

    [M(2X-3)=M(2X)+M(-3)=2M(X)-3=2cdot frac12-3=1-3=-2]

    [D(2X-3)=4cdot D(X)=4cdot 5=20]

2. Случайные величины X и Y независимы, причем D(X)=3 и D(Y)=5. Найти D(Z), если Z=4cdot X- 5 cdot Y +3.

Решение.

На основании свойств дисперсии получаем:

    [D(Z)=D(4cdot X- 5 cdot Y +3)=16cdot D(X)+25cdot D(Y)=16cdot 3+25cdot 5=48+125=173]

3. Закон распределения ДСВ Х задан таблицей распределения

x_i 1 2 3 4
p_i frac18 frac14 frac13 c

Найти: c,quad M(X), quad D(X), quad sigma (X), quad P{X<3}.

1) Так как sum_{i=1}^4 p_i =1, т.е. frac18 +frac14 +frac13+c=1, следовательно

    [c=1-frac18 -frac14 -frac13=frac{24-3-6-8}{24}=frac{7}{24}]

Т.о. закон распределения примет вид

x_i 1 2 3 4
p_i frac18 frac14 frac13 frac{7}{24}

    [M(X)=sum_{i=1}^4 x_i cdot p_i=1cdot frac18+2cdot frac14+3cdot frac13+4cdot frac{7}{24}=frac18+frac12+1+frac76=]

    [=frac{3+12+24+28}{24}=frac{67}{24};]

2) Для вычисления дисперсии воспользуемся формулой:

    [D(X)=M(X^2)-{[M(X)]}^2]

Сначала найдем математическое ожидание ДСВ Х2 для этого составим закон распределения этой СВ. Напоминаю, что для этого необходимо каждое значение ДСВ Х возвести в квадрат, а вероятности оставляем прежними. При одинаковых значениях ДСВ вероятности складываем.

    [M(X^2)=1cdot frac18+4cdot frac14+9cdot frac13+16cdot frac{7}{24}=frac18+1+3+frac{14}{3}=frac{3+96+112}{24}=frac{211}{24};]

    [D(X)=frac{211}{24}-{left(frac{67}{24}right)}^2=frac{24cdot 211-{67}^2}{{24}^2}=frac{5064-4489}{576}=frac{575}{576};]

3) Найдем среднее квадратическое отклонение:

    [sigma (X) =sqrt{D(X)}=sqrt{frac{575}{576}}=frac{5sqrt{23}}{24}]

4)

    [P{X<3}=P{X=1}+P{X=2}=frac18+frac14=frac38]

4. Функция распределения ДСВ Х имеет вид

    [F(x)={ 0, qquad qquad xle 0 \ 0,2, qquad 0< x le 1, \ 0,6, qquad qquad 1< x le 2 \ 0,9, qquad qquad 2< x le 3 \ 1, qquad qquad x>3]

Найти:

    [M(X), quad M(X^2) quad D(X), quad sigma (X).]

Решение.

Составляем закон распределения ДСВ Х (т.е. выполняем операцию обратную той, которую мы делали в предыдущей статье)

x_i 0 1 2 3
p_i 0,2 0,4 0,3 0,1

    [M(X)=0cdot 0,2+1cdot 0,4+2cdot 0,3+3cdot 0,1=0,4+0,6+0,3=1,3]

Составляем закон распределения ДСВ X^2

x_i^2 0 1 4 9
p_i 0,2 0,4 0,3 0,1

    [M(X^2)=0cdot 0,2+1cdot 0,4+4cdot 0,3+9cdot 0,1=0,4+1,2+0,9=2,5]

    [D(X)=M(X^2)-{[M(X)]}^2=2,5-{1,3}^2=2,5-1,69=0,81]

    [sigma (X)=sqrt{0,81}=0,9]

5. Независимые случайные величины X и Y заданы таблицами распределения вероятностей

Найти D(X+Y) двумя способами:

1. Составив предварительно таблицу распределения СВ Z=X+Y;

2. Используя правило сложения дисперсий.

Решение.

Составим таблицу распределения ДСВ Z=X+Y.

Найдем z_{ij}=x_i+y_{j}

10+30=40 20+30=50
10+40=50 20+40=60
10+50=60 20+50=70
Т.о. значения ДСВ Z таковы: z_1=40,quad z_2=50,quad z_3=60,quad z_4=70

Найдем соответствующие им вероятности:

    [p_1=P{Z=40}=P{X=10, Y=30}=0,2cdot 0,5=0,1]

    [p_2=P{Z=50}=P{X=10, Y=40}+P{X=20, Y=30}=]

    [=0,2cdot 0,3+0,8cdot 0,5=0,06+0,4=0,46]

    [p_3=P{Z=60}=P{X=10, Y=50}+P{X=20, Y=40}=]

    [=0,2cdot 0,2+0,8cdot 0,3=0,04+0,24=0,28]

    [p_4=P{Z=70}=P{X=20, Y=50}=0,8cdot 0,2=0,16]

Получаем ряд распределения СВ Z

z_i^2 40 50 60 70
p_i 0,1 0,46 0,28 0,16

    [M(Z)=sum_{i=1}^4 z_i cdot p_i=40cdot 0,1+50cdot 0,46+60cdot 0,28+70cdot 0,16=4+23+16,8+11,2=55;]

    [M(Z^2)=sum_{i=1}^4 z_i^2 cdot p_i=1600cdot 0,1+2500cdot 0,46+3600cdot 0,28+4900cdot 0,16=]

    [=160+1150+1008+784=3102;]

    [D(Z)=M(Z^2)-{[M(Z)]}^2=3102-3025=77]

2. Используя правило сложения дисперсий:

    [D(Z)=D(X+Y)=D(X)+D(Y)]

    [D(X)=M(X^2)-{[M(X)]}^2]

    [M(X)=10cdot 0,2+20cdot 0,8=2+16=18;]

    [M(X^2)=100cdot 0,2+400cdot 0,8=20+320=340;]

    [M(Y)=30cdot 0,5+40cdot 0,3+50cdot 0,2=15+12+10=37]

    [M(Y^2)=900cdot 0,5+1600cdot 0,3+2500cdot 0,2=450+480+500=1430]

    [D(Y)=1430-1369=61]

    [D(Z)=16+61=77]

Если
дискретная случайная величина X
задана законом распределения вероятностей
вида:

то
математическое ожидание

величины

вычисляется по формуле


.

Математическое
ожидание

случайной величины

служит характеристикой среднего
значения величины X.
В задачах
принятия решений математическое
ожидание, например, характеризует
доходность инвестиционного проекта.

Дисперсией
случайной величины

называют математическое ожидание
квадрата отклонения случайной величины
от ее математического ожидания:


,

или


.

Дисперсию удобно
вычислять по формулам:


,

или


.

Средним квадратическим
отклонением случайной величины называют
корень квадратный из дисперсии:


.

Дисперсия и среднее
квадратическое отклонение характеризуют
рассеивание возможных значений случайной
величины вокруг ее математического
ожидания (среднего значения). В задачах
принятия решений среднее квадратическое
отклонение служит мерой риска.

70.
Задан закон распределения дискретной
случайной величины X.

34

40

42

45

0,3

0,4

0,1

0,2

Найти:
а) математическое ожидание

;
б) дисперсию


и среднее
квадратическое отклонение


.

Решение.

а)
Математическое ожидание

вычислим по формуле:


.

Следовательно,


.

б) Дисперсию
вычислим по формуле


.

Следовательно,


.

И среднее
квадратическое отклонение равно:


.

Ответ:


.

71.
В условиях задачи № 61 найти: условные
математические ожидания составляющие

при

,
и Y
при

.

Решение.


,


.

Ответ:
2,8;
5.

Понятие математического
ожидания широко используется в
микроэкономике при принятии решений в
условиях неопределенности, с использованием
понятия ожидаемой полезности инвестора
или лица, принимающего решение (ЛПР).
Рассмотрим в качестве иллюстрации
следующий пример.

72.
Пусть
ЛПР с функцией полезности

обладает начальным капиталом в 10000 руб.

  1. ЛПР может принять
    участие в игре, в которой он с вероятностью
    0,5 может выиграть или проиграть 2000 руб.
    Имеет ли ему смысл покупать страховой
    полис, устраняющий риск, за 500 руб., или
    не играть.

  2. ЛПР рискнул, принял
    участие в игре и проиграл. Следует ли
    ему снова принять участие в игре, или
    застраховать свой риск на прежних
    условиях.

Решение.
1.
Закон распределения вероятностей
капитала ЛПР при участии в игре без
страховки имеет вид:

8000

1200

0,5

0,5

Тогда полезность
такого решения будет равна

ют.

При покупке
страхового полиса закон распределения
вероятностей капитала ЛПР имеет вид:

9500

11500

0,5

0,5

с полезностью

ют.

Если вычислить
первоначальную полезность ЛПР:

ют.,

то можно сделать
вывод о том, что ЛПР следует играть,
застраховав свой риск, а без страховки
лучше и не играть.

2.После проигрыша
капитал ЛПР составит 8000 руб., поэтому
его участие в игре второй раз будет
иметь следующую полезность:

а) без страховки

ют.;

б) со страховкой

ют.

Если вычислить
полезность ЛПР после первого проигрыша

ют.,

то можно сделать
вывод о том, что ЛПР может играть и во
второй раз, если полностью застрахует
свой риск.

73
— 74.

Задан закон распределения вероятностей
дискретной случайной величины. Найти
числовые характеристики.

73. №
74.

19

21

22

24

7

10

12

14

0,1

0,2

0,3

0,4

0,3

0,2

0,4

0,1

75.
Дан
перечень возможных значений дискретной
случайной величины

:


,

,

,
а
так же известны

,

.
Найти вероятности, соответствующие
возможным значениям X.

76.
Проводятся многократные испытания
некоторого элемента на надежность до
тех пор, пока элемент не откажет. Найти
математическое ожидание и дисперсию
дискретной величины


числа испытаний, которое надо провести.
Вероятность отказа элемента в каждом
опыте равна 0,2.

77.
В условиях задачи № 68 найти условные
математические ожидания составляющей

.

78.
В
условиях задачи № 69 найти условные
математические ожидания составляющей

.

79.
Дано следующее состояние рынка ценных
бумаг трех видов



:

Состояние

рынка (
)

Вероятность

Доходность
ценных бумаг (в %)

(хорошее)

0,5

30

20

40

(среднее)

0,3

20

20

10

(плохое)

0,2

-5

-10

-20

Определить, какая из ценных бумаг
является: а) наиболее доходной; б) наименее
рисковой.

80. Летом цена угля за 1 т равна 6
у.е. и у Вас есть место для хранения 6 т
угля. Весь уголь, который не будет
использован в течение зимы, пропадет.
Данные о потребности и ценах на уголь
в зимний период приведены в следующей
таблице:

Зима

Вероятности

Потребность

угля
(т)

Средняя цена

за 1
т (у.е.)

мягкая

0,35

4

7

обычная

0,5

5

7,5

холодная

0,15

6

8

Сколько угля Вам следует закупить
летом?

81. В условиях № 72 найдите максимальную
сумму, которую может заплатить ЛПР за
страховку как в первом, так и во втором
случаях.

82. Пусть функция полезности
инвестора имеет вид:


.

Инвестор может вложить в некоторый
проект 25000 руб. и считает, что с одинаковой
вероятностью может получить прибыль в
30000 руб., или потерять все. Определите:
а) следует ли осуществлять инвестирование
проекта; б) какова ожидаемая полезность
инвестирования.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Случайной называют величину, которая в результате испытания примет одно и только одно
возможное значение, наперед не известное и зависящее от случайных причин,
которые заранее не могут быть учтены.

Случайные
величины обозначаются прописными буквами

, а их возможные значения – соответствующими строчными буквами

. Например, если случайная величина

 имеет три возможных
значения, то они будут обозначены так:

.

Дискретной называют случайную
величину, которая принимает отдельные, изолированные возможные значения с
определенными вероятностями. Число возможных значений дискретной случайной
величины может быть конечным или бесконечным.

Законом распределения дискретной
случайной величины называют соответствие между возможными значениями и их
вероятностями; его можно задать таблично, аналитически (в виде формулы) и
графически.

При табличном задании закона
распределения дискретной случайной величины первая строка таблицы содержит
возможные значения, а вторая – их вероятности:

Приняв во внимание, что в одном
испытании случайная величина принимает одно и только одно возможное значение,
заключаем, что события

 образуют полную
группу; следовательно, сумма вероятностей этих событий, то есть сумма
вероятностей второй строки таблицы, равна единице:

Если множество возможных значений

 бесконечно
(счетно), то ряд

 сходится и его
сумма равна единице.

Для наглядности закон распределения
дискретной случайной величины можно изобразить и графически. Для этого в
прямоугольной системе координат строят точки

, а затем соединяют их отрезками прямых. Полученную
фигуру называют многоугольником распределения.

Смежные темы решебника:

  • Непрерывная случайная величина
  • Функция распределения вероятностей
  • Математическое ожидание
  • Дисперсия и среднее квадратическое отклонение

Задача 1

В партии
из 25 кожаных курток 5 имеют скрытый дефект. Покупают 3 куртки. Найти закон
распределения числа дефектных курток среди купленных. Построить многоугольник
распределения.


Задача 2

Устройство
состоит из пяти независимых элементов. Вероятность безотказной работы каждого
элемента в одном опыте равна p=0,7. Для случайной
величины X элементов, безотказно работавших в одном опыте,
построить закон распределения, их графики, найти ее числовые характеристики.


Задача 3

С
вероятностью попадания при явном выстреле p=0.88 охотник стреляет по
дичи до первого попадания, но успевает сделать не более n=6
выстрелов.

ДСВ X — число
промахов:

а) Найти
закон распределения X.

б)
Построить многоугольник распределения.

в) Найти
вероятность событий: X<2, X<3,
1<X<3.


Задача 4

Составьте
закон распределения дискретной случайной величины ξ, вычислите ее
математическое ожидание, медиану, дисперсию, среднее квадратическое отклонение,
коэффициенты асимметрии и эксцесса, все моменты, а также начертите ее
многоугольник распределения и график функции распределения. Сделайте выводы по
результатам расчетов.

Производятся
последовательные испытания 5 приборов, причем испытания прекращаются сразу
после того, как проверяемый прибор окажется надежным. Вероятность выдержать
испытание для каждого прибора равна 0,8. 
ξ – число испытаний, после которых закончится проверка.


Задача 5

В первой урне
6 шаров – 3 белых и 3 черных. Во второй 5 шаров –3 белых и 2 черных. Из первой
урны наудачу переложили во вторую 2 шара, после чего, из второй в первую
переложили 1 шар. Найти закон распределения случайной величины Х – числа белых
шаров в первой урне, после всех перекладываний шаров. Какова вероятность того,
что число белых шаров не больше, чем первоначально. Построить многоугольник
распределения.


Задача 6

В коробке
N=9 карандашей, из которых M=6 красных. Из этой коробки
наудачу извлекается n=5 карандашей.

а) Найти
закон распределения случайной величины X равной числу красных
карандашей в выборке.

б)
Построить многоугольник распределения.

в) Найти
вероятность события: 0<X<4.


На сайте можно заказать решение контрольной или самостоятельной работы, домашнего задания, отдельных задач. Для этого вам нужно только связаться со мной:

ВКонтакте
WhatsApp
Telegram

Мгновенная связь в любое время и на любом этапе заказа. Общение без посредников. Удобная и быстрая оплата переводом на карту СберБанка. Опыт работы более 25 лет.

Подробное решение в электронном виде (docx, pdf) получите точно в срок или раньше.

Задача 7

Производятся
последовательные испытания 5 приборов, причем испытания прекращаются сразу
после того, как проверяемый прибор оказался надежным. Вероятность выдержать
испытание для каждого прибора равна 0,8. X – число испытаний, после
которых закончится проверка. Составьте закон распределения случайной величины X,
вычислите ее математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое
отклонение, а также начертите ее многоугольник распределения и график функции
распределения.


Задача 8

Проведено
n=5 независимых опытов. Вероятность взрыва в каждом опыте равна p=2/7.
Составить закон распределения числа взрывов, вычислить математическое ожидание,
дисперсию, среднеквадратическое отклонение и построить многоугольник
распределения.


Задача 9

Найти закон
распределения указанной дискретной СВ X и ее функции. распределения
F(x). Вычислить математическое ожидание М(Х), дисперсию D(X) и
среднее квадратичное отклонение σ(Х). Построить график
функции распределения F(x).

 Вероятность отказа прибора за время испытания
на надежность равна 0,2; СВ Х — число приборов, отказавших в работе, среди 5
испытываемых.


Задача 10

В интернет-магазине
приобретается смартфон. Курьер приносит на дом покупателю 5 одинаковых
смартфонов, среди которых три (заранее неизвестно какие) бракованные.
Покупатель проверяет один за другим, пока не найдет хороший прибор, но делает
не более трех попыток.

Составить
закон распределения случайной величины – числа произведенных попыток.

Найти ее
математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение.

Построить
функцию распределения.


Задача 11

В команде
9 спортсменов, из них 4 — первого разряда и 5 — второго. Наудачу отобраны 3
спортсмена. Найти ряд распределения дискретной случайной величины Х — числа
спортсменов второго разряда среди отобранных.


Задача 12

 К контролеру с конвейера поступили 4 детали.
Вероятность брака для каждой детали равна 0,1. Детали проверяют одну за другой,
пока не наберут 2 доброкачественные. 
Найти закон распределения вероятностей для числа проверенных деталей.


Задача 13

Двое рабочих,
выпускающих однотипную продукцию, допускают производство изделий второго сорта
с вероятностями соответственно равными 0,4 и 0,3. У каждого рабочего взято по 2
изделия.  Для случайной величины Х —
числа изделий второго сорта среди отобранных для проверки четырех найти закон
распределения, математическое ожидание и дисперсию.


На сайте можно заказать решение контрольной или самостоятельной работы, домашнего задания, отдельных задач. Для этого вам нужно только связаться со мной:

ВКонтакте
WhatsApp
Telegram

Мгновенная связь в любое время и на любом этапе заказа. Общение без посредников. Удобная и быстрая оплата переводом на карту СберБанка. Опыт работы более 25 лет.

Подробное решение в электронном виде (docx, pdf) получите точно в срок или раньше.

Задача 14

На викторине
задаются 3 вопроса. Вероятность правильно ответить на первый – p, на
второй – r, на третий – s. После неправильного
ответа игрок выбывает из игры. Найти распределение числа правильных ответов.
Вычислить математическое ожидание. Решить задачу, если:

а) p=0.7; r=0.6; s=0.3;

б)
p=0.8; r=0.4; s=0.1.


Задача 15

На
некоторой остановке автобус останавливается только по требованию. Вероятность
остановки равна 0,2. За смену автобус проходит мимо этой остановки 5 раз.
Составить закон распределения числа остановки за смену, найти математическое
ожидание и дисперсию этой случайной величины.


Задача 16

Вероятность
того, что при составлении бухгалтерского баланса допущена ошибка, равна 0,3.
Аудитору на заключение представлено 3 баланса предприятия. Составить закон
распределения числа положительных заключений на проверяемые балансы.


Задача 17

Два товароведа
проверяют партию изделий. Производительность их труда соотносится как 5:4.
Вероятность определения брака первым товароведом составляет 85%, вторым – 90%.
Из проверенных изделий отбирают четыре. Найти а) математическое ожидание и б)
дисперсию числа годных изделий среди отобранных.


Задача 18

Два
станка выпускают детали с вероятностями брака 0,01 и 0,05 соответственно. В
выборке одна деталь выпущена первым станком и две – вторым.  Найти распределение числа бракованных деталей
в выборке.


Задача 19

Монета
подбрасывается до тех пор, пока герб не выпадет 2 раза, но при этом делается не
более 4 бросаний. Найти распределение числа подбрасываний.


Задача 20

Вероятность
сдачи данного экзамена для каждого из n=5 студентов равна p=0.6.
Случайная величина X (СВ X) — число студентов, сдавших экзамен. Найти закон
распределения указанной дискретной СВ X и ее функцию распределения F(x).
Вычислить математическое ожидание M(X), дисперсию D(X) и
среднее квадратическое отклонение σ(x). Построить график функции распределения F(x).

Числовые характеристики дискретной случайной величины

В этом разделе:

  • Основная информация
  • Онлайн калькулятор
  • Полезные ссылки

Понравилось? Добавьте в закладки

Основная информация

Числовые характеристики дискретной случайной величины $X$, которые обычно требуется находить в учебных задачах по теории вероятностей, это математическое ожидание $M(X)$, дисперсия $D(X)$ и среднее квадратическое отклонение $sigma(X)$.

$$
M(X)=sum_{i=1}^{n}{x_i cdot p_i}.
$$
$$
D(X)=sum_{i=1}^{n}{x_i^2 cdot p_i}-left(sum_{i=1}^{n}{x_i cdot p_i} right)^2.
$$
$$
sigma(X) = sqrt{D(X)}.
$$

Подробные формулы и примеры расчета вы найдете по ссылкам в предыдущем абзаце, в этом же разделе вы сможете автоматически и бесплатно рассчитать эти значения с помощью онлайн-калькулятора, который даст не только ответ, но и продемонстрирует процесс вычисления.

Подробно решим ваши задачи по теории вероятностей

Калькулятор: числовые характеристики случайной величины

  • Введите число значений случайной величины К.
  • Появится форма ввода для значений $x_i$ и соответствующих вероятностей $p_i$ (десятичные дроби вводятся с разделителем точкой, например: -1.5 или 10.558). Введите нужные значения (убедитесь, что сумма вероятностей равна единице, то есть закон распределения задан верно).
  • Нажмите на кнопку «Вычислить».
  • Калькулятор покажет процесс вычисления математического ожидания $M(X)$, дисперсии $D(X)$ и СКО $sigma(X)$.
  • Нужны еще расчеты? Вводите новые числа и нажимайте на кнопку.

Видео. Полезные ссылки

Видеоролики об СКО

На закуску для продвинутых — какие формулы вычисления СКО для выборок бывают и для чего подходят.

Понравилось? Добавьте в закладки

Полезные ссылки

  • Калькуляторы по теории вероятнстей
  • Онлайн учебник по ТВ
  • Примеры решений по теории вероятностей
  • Контрольные по теории вероятностей на заказ

А если у вас есть задачи, которые надо срочно сделать, а времени нет? Можете поискать готовые решения в решебнике или заказать в МатБюро:

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти человека в каких соц сетях
  • Как найти байера в европе
  • Фоллаут 2 как найти рейдеров
  • Как найти удаленный диалог в телеграм
  • Как найти направление ротора