МегаПредмет

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса - ваш вокал


Игровые автоматы с быстрым выводом


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека


Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Геометрическое распределение





 

Производится серия испытаний. Случайная величина - количество испытаний до появления первого успеха (например, бросание мяча в корзину до первого попадания). Закон распределения имеет вид:

хi k
pi p pq Pq2 pqk

 

Т.е. дискретная случ. величина Х имеет геом. распред. с параметром р и знаменателем q, если она принимает значения 1,2,3,… k, … с вероятностями

Р(Х) = pqk-1, где q=1-р.

Распределение называется геом., т.к. вер-ти р1, р2, … образуют геом.прогрессию, у которой первый член – р, а знаменатель – q.

Если количество испытаний не ограничено, т.е. если случайная величина может принимать значения 1, 2, ..., ∞, то мат.ожидание и дисперсию геометр. распределения можно найти по формулам Mх = 1/p, Dх = q/p2

Пример. Из орудия производится стрельба по цели до первого попадания. Вероятность попадания в цель p = 0,6 при каждом выстреле. С.в. X - число возможных выстрелов до первого попадания.

А) Составить ряд распределения, найти функцию распределения, построить её график и найти все числовые характеристики. б) Найти математическое ожидание и дисперсию для случая, если стрелок намеревается произвести не более трёх выстрелов.

х k
р 0,6 0,24 0,096 0,4k-1 · 0,6

а)Случайная величина может принимать значения 1, 2, 3, 4,..., ∞
P(1) = p = 0,6
P(2) = qp = 0,4 · 0,6 = 0,24
P(3) = q2p = 0,42 · 0,6 = 0,096 ...
P(k) = qk-1p = 0,4k-1 · 0,6 ...
Ряд распределения:

 

Контроль: Σpi = 0,6/(1-0,4) = 1 (сумма геометрической прогрессии)

 

Ф-ция распределения - это вероятность того, что с.в. Х примет значение меньшее, чем конкретное числовое значение х. Значения функции распределения находим суммированием вероятностей.

Если x ≤ 1, то F(x) = 0

Если 1 < x ≤ 2, то F(x) = 0,6
Если 2 < x ≤ 3, то F(x) = 0,6 + 0,24 = 0,84
Если 3 < x ≤ 4, то F(x) = 0,84 + 0,096 = 0,936 ...
Если k-1 < x ≤ k, то F(x) = 0,6(1-0,4k-1)/(1-0,4) = 1-0,4k-1 (частичная сумма геом-ой прогрессии) ...

Mх = 1/p = 1/0,6 ≈ 1,667
Dх = q/p2 = 0,4/0,36 ≈ 1,111
σ = √Dх ≈ 1,054

х
р 0,6 0,24 0,16

б) Случайная величина может принимать значения 1, 2, 3.
P(1) = p = 0,6
P(2) = qp = 0,4 · 0,6 = 0,24
P(3) = q2p + q3 = 0,42 · 0,6 + 0,43 = 0,16
Ряд распределения:


 


 

Контроль: Σpi = 0,6 + 0,24 + 0,16 = 1
Функция распределения.

Если x ≤ 1, то F(x) = 0
Если 1 < x ≤ 2, то F(x) = 0,6
Если 2 < x ≤ 3, то F(x) = 0,6 + 0,24 = 0,84
Если x > 3, то F(x) = 0,84 + 0,16 = 1
M(X) = 1 · 0,6 + 2 · 0,24 + 3 · 0,16 = 1,56
D(X) = 12 · 0,6 + 22 · 0,24 + 32 · 0,16 - 1,562 = 0,5664
σ(Х) ≈ 0,752

Асимметрия и эксцесс

Асимметрия – это свойство распределения выборки, которое характеризует несимметричность распределения случайной величины. На практике симметричные распределения встречаются редко и чтобы выявить и оценить степень асимметрии, вводят понятие асимметрии. В случае отрицательного коэффициента асимметрии более пологий «спуск» наблюдается слева, в противном случае – справа. В первом случае асимметрию называют левосторонней, а во втором – правосторонней.

 

Коэффициент асимметрии дискретной случайной величины вычисляется по формуле:
As(X) = (x1-MX)3p1 + (x2- MX)3p2 + ... + (xn- MX)3pn

σ3

Коэфф. асимметрии непрерывной сл.вел. вычисляется по формуле:

Эксцесс – это мера крутости кривой распределения. Коэффициент эксцесса дискретной случайной величины вычисляется по формуле:

Ex(X) = [(x1- MX)4p1 + (x2- MX)4p2 + ... + (xn- MX)4pn] / σ4 - 3

Коэффициент эксцесса непрерывной случайной величины вычисляется по формуле:



Пример.

Закон распределения дискретной случайной величины X – это перечень всех возможных значений сл.вел. X , которые она может принимать, и соответствующих вероятностей. Сумма всех вер-ей должна равняться 1. Проверка: 0,1 + 0,2 + 0,5 + 0,1 + 0,1 = 1.

  1. Математическое ожидание: M(X) = -2·0,1 - 1·0,2 + 0·0,5 + 1·0,1 + 2·0,1 = -0,1
  2. Дисперсия – это математическое ожидание квадрата отклонений значений сл.вел. X от её мат.ож.: D(X) = (-2 + 0,1)2·0,1 + (- 1 + 0,1)2·0,2 + (0 + 0,1)2·0,5 + (1 + 0,1)2·0,1 + (2 + 0,1)2·0,1 = 1,09
    или D(X) = (-2)2·0,1 + (-1)2·0,2 + 02·0,5 + 12·0,1 + 22·0,1 - (-0,1)2 = 1,1 - 0,01 = 1,09
  3. Ср. кв. откл.– это корень квадратный из дисперсии: σ = √1,09 ≈ 1,044
  4. Коэф. асимметрии As(X) = [(-2 + 0,1)3·0,1 + (- 1 + 0,1)3·0,2 + (0 + 0,1)3·0,5 + (1 + 0,1)3·0,1 + (2 + 0,1)3·0,1] / 1,0443 = 0,200353
  5. Коэф. эксцесса Ex(X) = [(-2 + 0,1)4·0,1 + (- 1 + 0,1)4·0,2 + (0 + 0,1)4·0,5 + (1 + 0,1)4·0,1 + (2 + 0,1)4·0,1]/1,0444 - 3 = 0,200353
  6. Функция распределения – это вероятность того, что случайная величина X примет значение меньшее, чем какое – либо числовое значение x: F(X) = P(X < x). Функция распределения – функция неубывающая. Она принимает значения в интервале от 0 до 1.


P(X < -0,1) = F(-0,1) = 0,3 P(X > -0,05) = P(0) + P(1) + P(2) = 0,5 + 0,1 + 0,1 = 0,7


2) Непрерывные случайные величины. Нормальное распределение.

Непрерывная случайная величина принимает не какие-либо конкретные числовые значения, а любые значения на числовом отрезке. Описание закона распределения в непрерывном случае существенно сложнее, чем в дискретном.

Непрерывной называют случайную величину, которая может принимать любые значения из некоторого заданного интервала, например, время ожидания транспорта, температура воздуха в каком-либо месяце, отклонение фактического размера детали от номинального, и т.д. Интервал, на котором она задана, может быть бесконечным в одну или обе стороны.

 

Главное различие в задачах вычисления вероятностей для дис­кретного и непрерывного случаев состоит в следующем. В дискрет­ном случае длясобытий типа х = с (случайная величина принимает определенное значение) ищется вероятность Р(с). В непрерывном слу­чае вероятности такого типа равны нулю, поэтому интерес предста­вляют вероятности событий типа «случайная величина принимает значения из некоторого отрезка», т.е. ахb. Или для событий типа хс ищется вероятность р(хс). Получили график функции распределения F(хс).

 

р                  
                 
7/8                  
                   
                   
4/8                  
3/8                  
                   
1/8                  
        х

Итак, разнообразие случайных величин весьма велико. Число принимаемых ими значений может быть конечным, счетным или несчетным; значения могут быть расположены дискретно или заполнять интервалы сплошь. Для того чтобы задавать вероятности значений случайных величин, столь различных по своей природе, и притом задавать их одним и тем же способом, в теории вероятностей вводят понятие функции распределения случайной величины.

Пусть — случайная величина и х - произвольное действительное число. Вероятность того, что примет значение, меньшее, чем х, называется функцией распределения вероятностей случайной величины : F(x) = Р( <х}.

 

Резюмируем сказанное: случайной величиной называется величина, значения которой зависят от случая и для которой определена функция распределения вероятностей.

Для непрерывных случайных величин (когда множество возможных значений случайной величины несчетно) закон распределения задается при помощи функции. Чаще всего это функция распределения: F(x) = P(X<х).

Функция F(x) обладает следующими свойствами:

1. 0 ≤ F(x) ≤ 1 ;

2. F(x) не убывает;

3. F(x) непрерывна слева;

4. F(-) = 0, F() = 1.

 

С помощью функции распределения можно вычислять вероятности попадания случайной величины Х в различные промежутки вида х1<X<х2 P(х1<X<х2) = F(x2)- F(x1)

Пример. Известно, что . Найти F(2).

По определению . След, . .

Пример.Ф-я распред. сл.вел.Х имеет вид: . Найти вероятность того, что сл. вел. Х примет значение в промежутке [1, 3).

Решение. P(1<X<3) = F(3)- F(1) = 1- ½= ½.

 

 

Производная от ф-ции распределения непр.сл.величины Х называется плотностью распределения вероятностей Х: f(x) = F/(x). Значит, ф-я распределения это интеграл:

 

и .

 

Вер-ть попадания непр.случ.величины в [a; b]:

Вер-ть попадания непр.случ.величины в (-; х]:

 

Для дискрет.сл.вел. мы находили мат. ожид., дисперсию, среднекв. отклонение. Их аналогами для непр.сл.вел. являются:

 

 

Пример.Случ.вел. Х задана плотностью распределения на отрезке [0; 1]: f(x) =1.

Решение:

Плотность вероятности непрерывной случайной величины или функция распределения вероятностей - аналог закона распределения дискретной с.в. Но если закон распределения дискретной с.в. графически изображается в виде точек, соединённых для наглядности ломаной линией, то плотность вероятностей графически представляет собой непрерывную гладкую линию. Аналитически задаётся формулой.

 

Если закон распределения дискретной с.в. ставит каждому значению x в соответствие определённую вероятность, то про плотность распределения такого сказать нельзя. Для непрерывных с.в. можно найти только вероятность попадания в какой-либо интервал. Считается, что для каждого отдельного значения непрерывной с.в. вероятность равна нулю.

Основное свойство плотности вероятности: несобственный интеграл от плотности вероятности в пределах от -∞ до +∞ равен единице (геометрически это выражается тем, что площадь фигуры, ограниченной сверху графиком плотности вероятности, снизу - осью OX, равна 1).

 

Функция распределения случайной величины - это функция, определяющая для каждого значения x вероятность того, что случайная величина (ξ) примет значение меньшее, чем x: F(x) = P(ξ < x). Численно функция распределения равна площади фигуры, ограниченной сверху графиком плотности вероятности, снизу осью ОХ, с боков - рассматриваемым интервалом.





©2015 www.megapredmet.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.