Случайные величины
Закон распределения дискретной случайной величины
Биноминальное распределение
Выше рассматривались случайные события, являющиеся качественной характеристикой случайного результата опыта. Для получения количественной характеристики вводится понятие случайной величины.
Определение. Случайной величиной называется величина, которая в результате опыта может принимать то или иное значение, причем заранее известно какое именно.
Случайные величины можно разделить на две категории.
Определение. Дискретной случайной величиной называется такая величина, которая в результате опыта может принимать определенные значения с определенной вероятностью, образующие счетное множество (множество, элементы которого могут быть занумерованы).
Это множество может быть как конечным, так и бесконечным.
Например, количество выстрелов до первого попадания в цель является дискретной случайной величиной, т.к. эта величина может принимать и бесконечное, хотя и счетное количество значений.
Определение. Непрерывной случайной величиной называется такая величина, которая может принимать любые значения из некоторого конечного или бесконечного промежутка.
Очевидно, что число возможных значений непрерывной случайной величины бесконечно.
Для задания случайной величины недостаточно просто указать ее значение, необходимо также указать вероятность этого значения.
Закон распределения дискретной случайной величины
Определение. Соотношение между возможными значениями случайной величины и их вероятностями называется законом распределения дискретной случайной величины.
Закон распределения может быть задан аналитически, в виде таблицы или графически.
Таблица соответствия значений случайной величины и их вероятностей называется рядом распределения.
Графическое представление этой таблицы называется многоугольником распределения. При этом сумма все ординат многоугольника распределения представляет собой вероятность всех возможных значений случайной величины, а, следовательно, равна единице.
По цели производится 5 выстрелов. Вероятность попадания для каждого выстрела равна 0,4. Найти вероятности числа попаданий и построить многоугольник распределения.
Решение. Вероятности пяти попаданий из пяти возможных, четырех из пяти и трех из пяти найдены по формуле Бернулли и равны соответственно:
,
,
Аналогично найдем:
Представим графически зависимость числа попаданий от их вероятностей.
При
построении многоугольника распределения
надо помнить, что соединение полученных
точек носит условный характер. В
промежутках между значениями случайной
величины вероятность не принимает
никакого значения. Точки соединены
только для наглядности
Биноминальное распределение
Если производится п независимых испытаний, в каждом из которых событие А может появиться с одинаковой вероятностью р в каждом из испытаний, то вероятность того, что событие не появится, равна q = 1 – p.
Примем число появлений события в каждом из испытаний за некоторую случайную величину Х.
Чтобы найти закон распределения этой случайной величины, необходимо определить значения этой величины и их вероятности.
Значения найти достаточно просто. Очевидно, что в результате п испытаний событие может не появиться вовсе, появиться один раз, два раза, три и т.д. до п раз.
Вероятность каждого значения этой случайной величины можно найти по формуле Бернулли.
Эта формула аналитически выражает искомый закон распределения. Этот закон распределения называется биноминальным.
В партии 10% нестандартных деталей. Наугад отобраны 4 детали. Написать биноминальный закон распределения дискретной случайной величины Х – числа нестандартных деталей среди четырех отобранных и построить многоугольник полученного распределения.
Решение. Вероятность появления нестандартной детали в каждом случае равна 0,1.
Найдем вероятности того, что среди отобранных деталей:
1) Вообще нет нестандартных.
2) Одна нестандартная.
3) Две нестандартные детали.
4) Три нестандартные детали.
5) Четыре нестандартных детали.
Построим
многоугольник распределения.
Две игральные кости одновременно бросают 2 раза. Написать биноминальный закон распределения дискретной случайной величины Х – числа выпадений четного числа очков на двух игральных костях.
Решение. Каждая игральная кость имеет три варианта четных очков – 2, 4 и 6 из шести возможных, таким образом, вероятность выпадения четного числа очков на одной кости равна 0,5.
Вероятность одновременного выпадения четных очков на двух костях равна 0,25.
Вероятность того, что при двух испытаниях оба раза выпали четные очки на обеих костях, равна:
Вероятность того, что при двух испытаниях один раз выпали четные очки на обеих костях:
Вероятность того, что при двух испытаниях ни одного раза не выпаде четного числа очков на обеих костях:
Урок 94. Тема 11.4. Элементы выборочного метода.
План.