- •9.Теорема гипотез(Формулы Байеса).
- •13.Биномиальное распределение. Распределение Пуассона.
- •16.Числовые характеристики дискретных случайных величин.
- •19. Среднее квадратическое отклонение. Среднее квадратическое отклонение суммы взаимно независимых случайных величин.
- •20.Числовые характеристики(мо, дсв,ско) взаимно независимых св. Начальные и центральные моменты. Мо.
- •24.Плотность распределения вероятностей непрерывной случайной величины. Свойства. График плотности распределения (равномерное распределение).
- •26. Вероятность попадания в заданный интервал и вероятность заданного отклонения нормальной случайной величины. Правило 3-х сигм. Коэффициент асимметрии. Эксцесс.
- •30. Задачи математической статистики.
- •38.Непараметрические критерии согласия (критерии а-Колмагорова, критерии знаков)
24.Плотность распределения вероятностей непрерывной случайной величины. Свойства. График плотности распределения (равномерное распределение).
Опр.
Плотностью
распределения вероятностей непрерывной
случайной величины X
называют функцию
-
первую производную от функции распределения
:
=
.
Из этого определения следует, что функция
распределения является первообразной
для плотности распределения.
Свойства.
Плотность
распределения - неотрицательная функция:
.
Доказательство:
Функция распределения – неубывающая
функция, следовательно, ее производная
=
-
функция неотрицательная. Геометрически
это свойство означает, что точки,
принадлежащие графику плотности
распределения, расположены либо над
осью
,
либо на этой оси. График плотности
распределения называют кривой
распределения.
Несобственный
интеграл от плотности распределения в
пределах от -
до
равен единице:
.
Доказательство:
Несобственный интеграл
выражает
вероятность события, состоящего в том,
что случайная величина примет значение,
принадлежащее интервалу
.
Очевидно,
такое событие достоверно, следовательно,
вероятность его равна единице.
Геометрически это означает, что вся
площадь криволинейной трапеции,
ограниченной осью
и кривой распределения, равна единице.
В частности если все возможные значения
случайной величины принадлежат интервалу
(a,b),
то
.
Опр. Распределение вероятностей называют равномерным, если на интервале, которому принадлежат все возможные значения случайной величины, плотность распределения сохраняет постоянное значение.
Пример. Шкала измерительного прибора проградуирована в некоторых единицах. Ошибку при округлении отсчета до ближайшего целого деления можно рассматривать как случайную величину Х, которая может принимать с постоянной плотностью вероятности любое значение между двумя соседними целыми делениями. Таким образом, Х имеет равномерное распределение.
Найдем
плотность равномерного распределения
,
считая, что все возможные значения
случайной величины заключены в интервале
(a,b),
на котором функция
сохраняет постоянные значения. По
условию, Х не принимает значений вне
интервала (a,b),
поэтому
при х<a
и x>b.
Найдем постоянную С. Так как все возможные
значения случайной принадлежат интервалу
(a,b),
то должно выполнятся соотношение
,
или
.
Отсюда
.
Итак, искомая
плотность вероятности равномерного
распределения
График плотности равномерного распределения изображен на рис.6, а график ф-ии распределения -на 4.
25. Числовые характеристики непрерывных случайных величин. Нормальный закон распределение.
Пусть
непрерывная случайная величина X
задана плотностью распределения f(х).
Допустим, что все возможные значения X
принадлежат отрезку [а, b].
Разобьем этот отрезок на п частичных
отрезков длиной
и выберем в каждом из них произвольную
точку xi
(i=1,
2, ..., n).
Определим математическое ожидание
непрерывной величины по аналогии с
дискретной; составим сумму произведений
возможных значений х{
на вероятности попадания их в интервал
(напомним, что произведение / (х) Ах
приближенно равно вероятности
попадания X
в интервал Ах):
.
Перейдя к пределу при стремлении к нулю
длины наибольшего из частичных отрезков,
получим определенный интеграл
Математическим
ожиданием непрерывной случайной величины
X,
возможные значения которой принадлежат
отрезку [а,b],
называют определенный интеграл
.
(*)
Если
возможные значения принадлежат всей
оси Ох, то
.
Предположим,
что существует интеграл
.
Если бы
это
требование не выполнялось, то значение
интеграла зависело бы от скорости
стремления (в отдельности) нижнего
предела к
,
а верхнего -
к
.
Определим дисперсию непрерывной величины.
Дисперсией непрерывной случайной величины называют математическое ожидание квадрата ее отклонения.
Если возможные значения X принадлежат отрезку [а, b], то
е
сли
возможные значения принадлежат всей
оси х, том
.
Среднее
квадратическое отклонение непрерывной
случайной величины определяется, как
и для величины дискретной, равенством
.
Замечание 1. Cвойства математического ожидания и дисперсии дискретных величин сохраняются и для непрерывных величин.
Замечание 2. Легко получить для вычисления дисперсии более удобные формулы
(**)
.
Замечание 3. Математическое ожидание и дисперсия случайной величины /?, распределенной равномерно в интервале (0, 1), т. е. если а = 0, b=1, соответственно равны М(R) = 1/2, D(R) =1/12.
Нормальным называют распределение вероятностей непрерывной случайной величины, которое описывается плотностью
Ннормальное
распределение определяется двумя
параметрами: а
есть
математическое ожидание,
- среднее
квадратическое отклонение нормального
распределения.
Достаточно
знать эти параметры, чтобы задать
нормальное распределение.
а) По определению математического ожидания непрерывной случайной величины,
.
Введем
новую переменную
.
Отсюда
,
.
Приняв во внимание, что новые пределы
интег
рирования
равны старым, получим
.
Первое из слагаемых равно нулю (под знаком интеграла нечетная функция; пределы интегрирования симметричны
Ннормальное распределение определяется двумя параметрами: а есть математическое ожидание, - среднее квадратическое отклонение нормального распределения. Достаточно знать эти параметры, чтобы задать нормальное распределение.
а) По определению математического ожидания непрерывной случайной величины,
.
Введем новую переменную . Отсюда , . Приняв во внимание, что новые пределы интег рирования равны старым, получим
.
Первое из слагаемых равно нулю (под знаком интеграла нечетная функция; пределы интегрирования симметричны отн/но начала координат). 2-е из слагаемых равно а
(
интеграл Пуассона
). Итак, М (X)
= а, т. е. математическое
ожидание нормального распределения
равно параметру а.
б) По опр/ю дисперсии непрерывной случайной величины, учитывая, что
М(Х) = а, имеем
Введем
новую переменную
.
Отсюда
,
.
Приняв во внимание, что новые пределы
интегрирования равны старым, получим
.
Интегрируя
по частям, положив и = z,
, найдем
.
След/но,
.
Cреднее
квадратич отклонение нормального
распределения равно параметру
.
Замечание 1. Общим называют нормальное распределение с произвольными параметрами а и ( > 0).
Нормированным называют нормальное распределение с параметрами а =0 и =1.
Замечание 2. Функция F(х) общего нормального распределения
,
а функция нормированного распределения
Функция F0 (x) табулирована. Легко проверить, что F(х) = F0 ((х-а)/ ).
Замечание
3. Вероятность
попадания нормированной нормальной
величиныX
в интервал (0, х) м/о найти, пользуясь
функцией Лапласа
.Действительно
.
Замечание
4.
Учитывая, что
,
и,
сл/но в силу симметрии
относ/но
нуля свойство
2), и, след/но,
в силу симметрии
отн/но
нуля
,
а
значит, и
,
легко получить, что
Действительно,
