- •«Спеціальні розділи математики»
- •«Теорія ймовірностей і математична статистика»
- •Специальные разделы метематики
- •1.4.2 Правила комбинаторики
- •2 Основные теоремы теории вероятностей
- •2.1 Теорема умножения вероятностей
- •2.4 Следствия теорем сложения и умножения
- •2.4.1 Теорема о вероятности появления хотя бы одного события
- •2.4.2 Формула полной вероятности
- •3 Случайные величины
- •3.1 Общие сведения
- •3.2 Функция распределения случайной величины.
- •3.4.1 Формы закона распределения дискретной случайной величины
- •3.4.2 Числовые характеристики дсв
- •3.4.3 Основные (типовые) распределения дсв.
- •3.5 Непрерывные св
- •3.5.1. Формы представления закона распределения нсв
- •3.5.2 Числовые характеристики нсв
- •3.5.3 Основные (типовые) законы распределения нсв
- •4. Система двух св (двумерная св)
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Закон распределения системы двух св
- •4.2.1 Табличное представление закона распределения двумерной св
- •4.2.2 Интегральная функция распределения двумерной св
- •Числовые характеристики системы двух св
- •Зависимые и независимые св
- •Часть II Математическая статистика
- •5. Элементы математической статистики
- •5.1 Теория выборок
- •5.1.1 Способы формирования выборки
- •5.1.2 Статистическое распределение выбоки
- •5.1.3 Числовые характеристики выборки
- •5.2 Теория оценок
- •5.2.1. Точечные оценки.
- •5.2.2 Интервальные оценки
- •5.3 Теория проверки статистических гипотез
- •5.3.1 Виды статистических гипотез
- •5.3.2 Статистический критерий
- •5.3.3 Проверка статистической гипотезы о параметрах распределения
- •5.3.4 Проверка статистической гипотезы о законе распределения
- •6 Элементы корреляционного анализа
- •6.1 Корреляционное поле
- •6.2 Выборочный коэффициент корреляции
- •6.3 Выборочное корреляционное отношение (вко)
- •7. Элементы регрессионного анализа
- •7.1 Выборочные уравнения регрессии
- •7.2 Выборочное уравнение прямой линии регрессии
- •7.3 Выборочное уравнение нелинейной регрессии
- •8. Элементы дисперсионного анализа
- •8.1 Общие сведения
- •8.2 Общая, факторная и остаточная суммы квадратов отклонений.
- •8.3 Общая, факторная и остаточная дисперсии.
- •8.4 Применение метода дисперсионного анализа
2.4 Следствия теорем сложения и умножения
2.4.1 Теорема о вероятности появления хотя бы одного события
Вероятность
появления хотя бы одного из событий
,
независимых в совокупности, равна
разности между единицей и произведением
вероятностей противоположных событий
.
(2.18)
Если
события
имеют одинаковую вероятность, равную
,
то вероятность появления хотя бы одного
из этих событий
(2.19)
Пример.
Сообщение, передаваемое по каналу связи,
состоит из n
знаков. При передаче каждый знак
искажается независимо от других с
вероятностью
.
Для надежности сообщение дублируется
(повторяется)
раз. Найти вероятность того, что хотя
бы одно из переданных сообщений не будет
искажено ни в одном знаке и количество
раз передачи сообщений, чтобы вероятность
хотя бы одного не искаженного сообщения
стала не меньше
.
Решение.
Вероятность
того, что символ не будет искажен
,
вероятность того, что одно сообщение
не будет искажено
,
будет искажено по (2.19)
,
вероятность того, что все
сообщения будут искажены
,
вероятность того, что хотя бы одно из
сообщений не будет искажено по (2.19)
![]()
Для определения значения k решим неравенство
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
2.4.2 Формула полной вероятности
Вероятность
события
,
которое может наступить лишь при условии
появления одного из несовместных событий
,
образующих полную группу, равна сумме
произведений вероятностей каждого из
этих событий на соответствующую условную
вероятность события![]()
(2.20)
События
называются гипотезами.
Пример:
Имеются две корзины: в первой
белых шаров и
черных; во второй
белых и
черных. Из первой корзины во вторую
перекладывают, не глядя, один шар. После
этого из второй корзины берут один шар.
Найти вероятность того, что этот шар
будет белым.
Решение.
Событие
- появление белого шара из второй корзины
Гипотезы
- переложен из первой корзины во вторую
белый шар,
-
переложен черный шар.
, ![]()
, ![]()
, ![]()
![]()
Имеются три одинаковые корзины. В первой
белых шаров и
черных; во второй
белых и
черных, в третьей только белые шары.
Некто подходит наугад к одной из корзин
и вынимает из нее один шар. Найти
вероятность того, что этот шар белый.
Решение.
Событие
- появление белого шара
Гипотезы
- выбор первой урны,
-
выбор второй урны,
-
выбор третьей урны.
![]()
,
,![]()

Формула Бейеса (теорема гипотез)
Если
до опыта вероятности гипотез
были равны соответственно
,
а в результате опыта произошло событие
,
то новые (условные) вероятности гипотез
вычисляются по формуле
(2.21)
Вероятности
называются априорными (до опытными),
Вероятности
- апостериорными (после опытными).
Формула Бейеса (2.21) дает возможность «пересмотреть» возможности (переоценить вероятности) гипотез с учетом результата испытания.
Пример. По каналу связи, на который могут действовать помехи, передается одна из двух кодовых комбинаций 111 или 000 с вероятностями 0,8 и 0,2 соответственно. Через помехи вероятность верного получения каждого из символов комбинации равна 0,6. Считается, что символы кодовых комбинаций искажаются независимо друг от друга. Определить, какая кодовая комбинация была отправлена, если получена – 000.
Решение.
Гипотезы
- отправлена комбинация 111
-
000
![]()
![]()
![]()
По
(2.20)
![]()
По (2.21)
![]()
![]()
Сравнив
и
,
делаем
вывод, что при полученной комбинации
000 вероятнее была отправлена комбинация
111.
Формула Бернулли
Если
производится
независимых опытов, в каждом из которых
событие A появляется с вероятностью
,
то вероятность того, что событие A
произойдет в этих
опытах ровно
раз, выражаетсяформулой
Бернулли
,
(2.22)
![]()
Формула
(2.22) выражает так называемое биномиальное
распределение
вероятностей и применяется, как правило,
если
![]()
Пример.
Сообщение передается серией кодированных
сигналов. В серии из десяти сигналов,
вероятность получения каждого сигнала
.
Сообщение считается принятым, если из
серии получено четыре сигнала. Какова
вероятность принять переданное сообщение.
Решение.
Событие
- сигнал принят,![]()

Значение
,
при котором
превышает или, по крайней мере, не меньше,
вероятности остальных возможных исходов
испытания называютнаивероятнейшим,
обозначают
и определяют из двойного неравенства
(2.23)
При этом, если
-
дробное, то существует одно наивероятнейшее
число
;
-
целое, то существует два наивероятнейших
числа:
и
;
-
целое, то
.
Пример.
Вероятность
того, что в течении одного дня на
предприятии будет перерасход воды равна
.
Определить наиболее вероятное число
дней в течении месяца (30-ти дней) с
нормальным расходом воды.
Решение.
,
![]()
![]()
По (2.23)
![]()
![]()
![]()
Формула Пуассона
Если
число
независимых испытаний достаточно велико
,
а вероятность
появления события
в каждом испытании постоянна и мала
,
и
,
то вместо (2.22) используют асимптотическую
формулу Пуассона
(2.24)
Пример. Радиоприбор состоит из 1000 элементов, которые работают независимо друг от друга. Каждый из них может выйти из строя с вероятностью 0,002. Вычислить вероятность того, что во время работы прибора из строя выйдут от 3 до 6 элементов.
Решение.
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Локальная формула Лапласа
Если
число
независимых испытаний достаточно
велико, а вероятность
появления события
в каждом испытании постоянна и отлична
от нуля и единицы, а так же
,
то вместо (2.22) используют асимптотическую
локальную формулу Лапласа
, (2.25)
.
Функция
называется функцией Гаусса и имеет
свойства:
-
четности
;
-
если
,
то
;
-
табулирована на отрезке
.
Пример. В партии резисторов 75% изделий не имеют дефектов. Из партии случайным образом отбирают 400 резисторов. Вычислить вероятность того, что 290 штук среди отобранных не будет иметь дефектов.
Решение.
![]()
![]()
![]()
![]()
Интегральная формула Лапласа
Вероятность
того, что событие
произойдет в
независимых испытаниях от
до
раз, если
,
и
,
вычисляется по формуле
, (2.26)
,
![]()
Функция
называется функцией Лапласа и обладает
свойствами:
-
нечетности
;
-
если
,
то
;
-
монотонно возрастает (если
,
то
);
-
табулирована на отрезке
.
Пример. Для условия предыдущего примера вычислить вероятность того, что среди отобранных резисторов не менее (не более) 290 штук не будут иметь дефектов.
Решение.
,
![]()
,
,
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
,
![]()
![]()
