Рефетека.ру / Математика

Контрольная работа: Теория вероятностей и математическая статистика

Министерство высшего образования Украины

Национальный Технический Университет Украины

“Киевский политехнический институт”


Кафедра автоматизированных систем обработки информации и управления


К о н т р о л ь н а я р а б о т а

по дисциплине :

“ Теория вероятностей и математическая статистика”

Вариант № 24


Выполнил студент гр. ЗІС - 91

ІІI курса факультета ФИВТ

Луцько Виктор Степанович


2009г.

Задача 1

Бросаются две игральные кости. Определить вероятность того, что:

а) сумма числа очков не превосходит N;

б) произведение числа очков не превосходит N;

в) произведение числа очков делится на N.

Исходные данные: N=18.


Решение задачи:

Вероятностью случайного события А называется отношение числа равновозможных элементарных событий, благоприятствующих этому событию, к числу всех равновозможных элементарных событий пространства Е, определяемого данным испытанием.


Р(А) = m

n

где: n – число всех равновозможных элементарных событий, вытекающих из условий данного испытания;

m - число равновозможных событий, которые благоприятствуют событию А.


а) при сумме числа очков (N = 18), не превосходящих N:

n = 36;m = 36



Р(А) = 36 = 1 ;


36



б) при произведении числа очков, не превосходящих N:

n = 28;m = 36



Р(А) = 28 = 7 » 0,778 ;


36
9

в) при произведении числа очков, делящихся на N:

n = 3;m = 36



Р(А) = 3 = 1 » 0,083 .


36
12

Ответы:

а) Р(А) = 1 ;

б) Р(А) = 7/9 » 0,778 ;

в) Р(А) = 1/12 » 0,083.


Задача 2

Имеются изделия четырех сортов, причем число изделий i-го сорта равно Теория вероятностей и математическая статистика=1, 2, 3, 4. Для контроля наудачу берутся т изделий. Определить вероятность того, что среди них т1 первосортных, т2, т3 и т4 второго, третьего и четвертого сорта соответственно Теория вероятностей и математическая статистика.

Исходные данные: n1 = 3; n2 = 1; n3 = 6; n4 = 2;m1 = 2; m2 = 1; m3 = 3; m4 = 1.


Решение задачи.


Определяем количество способов нужной комбинации:


Сў = Сn1 m1 x Сn2 m2 x Сn3 m3 x Сn4 m4 = С3 2 x С1 1 x С6 3 x С2 1 ;


Определяем количество всех возможных способов:


Сўў = Сn1+n2+n3+n4 m1+m2+m3+m4 = С12 7 ;


3) Определяем вероятность Р согласно условия задачи:


Р = С3 2 x С1 1 x С6 3 x С2 1 = 3 х 1 х 4 х 5 х 6 х 2 =




2 х 3


С12 7
8 х 9 х 10 х 11 х 12



2 х 3 х 4 х 5


= 3 х 5 = 5 » 0,15


9 х 11
33


Ответ: Р = 5/33 » 0,15 .


Задача 3

Среди п лотерейных билетов k выигрышных. Наудачу взяли т билетов. Определить вероятность того, что среди них Теория вероятностей и математическая статистика выигрышных.

Исходные данные: n = 8; l = 3; m = 5; k = 4.


Решение задачи.


Теория вероятностей и математическая статистика
















Теория вероятностей и математическая статистика
































Теория вероятностей и математическая статистикаТеория вероятностей и математическая статистика

















































Общее число случаев, очевидно, равно Сn m , число благоприятных случаев Сk l x Сn-k m-l , откуда:


Р(А) = Сk l x Сn-k m-l = С4 3 x С8-4 5-3 = 3 » 0, 4286 .

Сn m
С8 5
7

Ответ: Р(А) = 3/7 » 0, 4286 .


Задача 7

В круге радиуса R наудачу появляется точка. Определить вероятность того, что она попадает в одну из двух непересекающихся фигур, площади которых равны S1 и S2. Исходные данные:R =14; S1 = 2,6; S2 = 5,6.


Решение задачи


Теория вероятностей и математическая статистика









Теория вероятностей и математическая статистикаТеория вероятностей и математическая статистикаТеория вероятностей и математическая статистика


















Теория вероятностей и математическая статистика





P(A) =

S

.


Теория вероятностей и математическая статистика






pR2































P(A1) = S1 = 2,6 » 0,0042246 ;




pR2
3,14 x 142





P(A2) = S2 = 5,6 » 0,0090991 ;




pR2
3,14 x 142





P(A) = S1+ S2 = 2,6 + 5,6 = 8,2 » 0,013324 .


pR2
3,14 x 142
615,44



Ответ: Р(А) » 0,013324 .


Задача 8

В двух партиях k1 и k2 % доброкачественных изделий соответственно. Наудачу выбирают по одному изделию из каждой партии. Какова вероятность обнаружить среди них:

а) хотя бы одно бракованное;

б) два бракованных;

в) одно доброкачественное и одно бракованное?

Исходные данные: k1 = 81; k2 = 37.


Решение задачи

События А и В называются независимыми, если выполняется соотношение:


Р(А/В) = Р(А) / Р(В) .


Для любых событий А и В имеет место формула:


Р(А+В) = Р(А) + Р(В) – Р(АВ) .


Обозначения:

Событие А – выбрали бракованное изделие из 1-й партии (1 – k1) ;

Событие B – выбрали бракованное изделие из 2-й партии (1 – k2) .

События А и В – независимые.


а) Р(А+В) = Р(А) + Р(В) – Р(АВ) = (1 – k1) + (1 – k2) – (1 – k1)(1 – k2) =

= 0,19 + 0,63 – 0,19 х 0,63 » 0,82 – 0,12 » 0,70 .


б) Вероятность пересечения двух независимых событий равна произведению вероятностей этих событий:


Р(АЗВ) = Р(А) х Р(В) = (1 – k1)(1 – k2) = 0,19 х 0,63 » 0,12 .

Теория вероятностей и математическая статистикаТеория вероятностей и математическая статистикав) Р = Р(А) х Р(В) + Р(В) х Р(А) = (1 – k1)k2 + (1 – k2)k1 =

= 0,19 х 0,37 + 0,63 x 0,81 » 0,07 + 0,51 » 0,58 .


Ответы:

а) » 0,70;

б)» 0,12;

в)» 0,58.


Задача 9

Вероятность того, что цель поражена при одном выстреле первым стрелком р1 вторым — р2 . Первый сделал n1, второй — n2 выстрелов. Определить вероятность того, что цель не поражена.

Исходные данные: p1 = 0,33; p2 = 0,52; n1 = 3; n2 = 2.


Решение задачи.

Обозначения:

А – вероятность непоражения цели при одном выстреле первым стрелком (1 – р1) ;

В – вероятность непоражения цели при одном выстреле вторым стрелком (1 – р2) ;

Р – цель не поражена в результате общего количества испытаний.


Р = (1 – р1)n1 x (1 – р2)n2 = (1 – 0,33)3 x (1 – 0,52)2 = 0,673 x 0,482 » 0,30 x 0,23 » 0,069 » 0,07 .


Ответ:» 0,07 .


Задача 12

Из 1000 ламп ni принадлежат i-й партии, i=1, 2, 3, Теория вероятностей и математическая статистика. В первой партии 6%, во второй 5%, в третьей 4% бракованных ламп. Наудачу выбирается одна лампа. Определить вероятность того, что выбранная лампа — бракованная.

Исходные данные: n1 = 350; n2 = 440.

Решение задачи

Рассмотрим три гипотезы:

Н1 – выбор лампы из первой партии;

Н2 – выбор лампы из второй партии;

Н3 – выбор лампы из третьей партии;

а также событие А – выбор бракованной лампы.

Учитывая то, что Н1, Н2, Н3 – полная группа попарно несовместимых событий, причем Р(Нi) № 0, i = 1,2,3, то для любого события А имеет место равенство (формула полной вероятности):




3

Р(А) = е P(Hi) x P(A/Hi) .


i=1

Тогда:


P(H1) = 350/1000 = 7/20 ;

P(H2) = 440/1000 = 11/25 ;

P(H3) = 210/1000 = 21/100 .

Р(А) = 7/20 х 0,06 + 11/25 х 0,05 + 21/100 х 0,04 = 42/2000 + 55/2500 + 84/10000 = 514/10000 = 0,0514 .


Ответ: Р(А) = 0,0514 .


Задача 18

На каждый лотерейный билет с вероятностью p1 может выпасть крупный выигрыш, с вероятностью р2. — мелкий выигрыш и с вероятностью р3 билет может оказаться без выигрыша, Теория вероятностей и математическая статистика. Куплено n билетов. Определить вероятность получения n1 крупных выигрышей и n2 мелких.

Исходные данные: n = 14; n1 = 5; n2 = 4;p1 = 0,25; p2 = 0,35.


Решение задачи

Для решения данной задачи используем формулу для полиномиального распределения вероятностей, т.к. события – является ли і-тый билет выигрышным (и насколько) или невыигрышным – независимы (для разных і):


Pn(m1,m2,…,mk) = n! p1m1 p2m2 … pkmk .

m1! m2!…mk!

В задаче: А1 – билет оказался с крупным выигрышем;

А2 – билет оказался с мелким выигрышем;

А3 – билет оказался без выигрыша.


Р14(5,4,5) = 14! х (0,25)5 х (0,35)4 х (0,4)5 = 6х7х8х9х10х11х12х13х14 х

5! 4! 5!
2х3х4х2х3х4х5

х 0,0009765 х 0,015 х 0,01024 = 2 х 7 х 9 х 11 х 13 х 14 х 0,0009765 х 0,015 х

х 0,01024 » 0,0378.


Ответ: Р » 0,0378 .


Задача 19

Вероятность «сбоя» в работе телефонной станции при каждом вызове равна р. Поступило п вызовов. Определить вероятность m «сбоев».

Исходные данные: m = 9; N = 500; p = 0,01.


Решение задачи


q = 1 – p = 1 – 0,01 = 0,99 .


Так как n – большое число (n = N = 500), а npq » 5, т.е. npq < 9 , то применяем формулы Пуассона:


Рn(m) » am e-a , a = np .

m!

Подсчет вручную дает следующие результаты:


Рn(m) » 59 х 1 » 58 х 1 »

2х3х4х5х6х7х8х9
е5
2х3х4х6х7х8х9
2,75

» 390625 » 390625 » 0,03751 .


72576 х 143,5
10 413 862



Но, при известных а = 5 и m = 9 результат формулы Пуассона следует брать из таблицы III, где


Рn(m) » 0,03627 .


Ответ: Рn(m) » 0,03627 .


Задача 20

Вероятность наступления некоторого события в каждом из n независимых испытаний равна р. Определить вероятность того, что число т наступлений события удовлетворяет следующему неравенству.

Варианты 22—31: Теория вероятностей и математическая статистика

Исходные данные: n = 100; P = 0,3; k1 = - ; k2 = 40.


Решение задачи

Вероятность Рn(m) того, что в результате этих n опытов событие А произойдет m раз (наступит m успехов), определяется по формуле Бернулли:

Pn(m) = Cnmpmqn-m, m = 0,1,2,…,n (1)


где q = 1 – p – вероятность наступления противоположного события А при единичном испытании.

Совокупность чисел, определяемых формулой (1), называется биномиальным распределением вероятностей.

При больших значениях п (порядка десятков, сотен) для биномиального распределения применяют следующие приближенные формулы:


Теория вероятностей и математическая статистика (2)

где: Теория вероятностей и математическая статистика

Теория вероятностей и математическая статистика (3)


где:


Теория вероятностей и математическая статистика (4)

Теория вероятностей и математическая статистика (5)

Теория вероятностей и математическая статистика (6)


Формула (2) основана на локальной теореме Муавра—Лапласа, (3) — на интегральной теореме Муавра—Лапласа, (5) и (6) — на формуле Пуассона. Асимптотику Муавра—Лапласа [формулы (2) и (3)] рекомендуется применять в случае, когда npq>9. В противном случае более точные результаты дает асимптотика Пуассона [формулы (5) и (6)].

З а м е ч а н и е 1. Приближенная формула (3) остается в силе и в том случае, когда входящие в нее неравенства являются строгими.

З а м е ч а н и е 2. Вычисления по формулам (2), (3), (5), (6) выполняются с использованием таблиц I—IV соответственно (см. приложение).

В данной задаче n = 100, т.е. n – число большое.

npq = 21, следовательно npq > 9.

При этом q = 1 – p = 0,7 ;np = 30 .

Наши рассуждения приводят к тому, что данную задачу следует решать с помощью формул Муавра-Лапласа, а именно с помощью формулы (3).

Тогда:


k2 – np » 40 – 30 » 10 » 2,18 .

Ц npq
4,58
4,58



k1 – np » 0 – 30 » -30 » - 6,55 .

Ц npq
4,58
4,58



Pn(m Ј k2) » Ф(х2) – Ф(х1) » Ф(2,18) – Ф(- 6,55) » Ф(2,18) + Ф(6,55) »

» 0,48537 + 0,5 » 0,98537 .


Ответ: Pn(m Ј 40) » 0,98537 .


Задача 21

Дана плотность распределения р (х) случайной величины x. Найти параметр g, математическое ожидание Мx дисперсию Dx, функцию распределения случайной величины x вероятность выполнения неравенства х1 < x < х2

Варианты 17-24: Теория вероятностей и математическая статистика Теория вероятностей и математическая статистика

Исходные данные: a = -1,5; b = 1; x1 = -1; x2 = 1.


Решение.


Р(х) = н g, х О [-1,5, 1],


0, x П [-1,5, 1].

Найдем g. Должно выполняться соотношение:Fx(+Ґ) = 1;


т p(x)dx = 1;
т gdx = 1; gx 1 = 1; g *(1+1,5) = 1; g = 1

=2/5 .





-1,5


2,5

-1,5








1





Найдем: Мx = т х 2/5 dx = 2 х2 1 = 1/5 (1-2,25) = -1,25

= -0,25 .



5 2 -1,5

5

-1,5







1


Найдем: Dx = Мx2 – (Мx)2 = т 2/5 x2 dx – 0,0625 = 2/5 x3 1 - 0,0625 =


3 -1,5

-1,5


= 2/5 (1/3 + 3,375/3) – 0,0625 = 0,4 * 1,4583 – 0,0625 = 0,5833 – 0,0625 = 0,5208 .




н 0 , x < -1,5;

x
x
Найдем: Fx (x)= т p(х) dx =
т g dt , -1,5 Ј x < 1;


-1,5



1 , x і 1 .
x
x




т g dt = g t = g x + 1,5g =

2/5x + 0,6 .




-1,5
-1,5





Найдем: P{-1<x<1} = Fx (1) - Fx (-1) = 1 – (-2/5 + 0,6) = 7/5 – 3/5 = 4/5 .


Ответы: 1) g = 2/5; 2) Мx = - 0,25; 3) Dx = 0,5208; 4) Fx (x) = 0,4x + 0,6; 5) P{-1<x<1} = 4/5.


Теория вероятностей и математическая статистика

Теория вероятностей и математическая статистика
Теория вероятностей и математическая статистика

Список использованной литературы


Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. В 2-х томах. Т.1: Пер.с англ. - М.: Мир, 1994. – 528 с.

Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб.для вузов. – 6-е изд.стер. – М.: Высш.шк., 1999. – 576 с.

Сборник задач по теории вероятностей, математической статистике и теории случайных функций. Под редакцией А.А. Свешникова. – М.: Наука, 1998. – 656 с.

Лютикас В.С. Факультативный курс по математике: Теория вероятностей. – М.: Просвещение, 1998. – 160 с.

Похожие работы:

  1. • Теория вероятности и математическая статистика
  2. • Теория вероятностей и математическая статистика
  3. • Теория вероятности и математическая статистика
  4. • Теория вероятности и математическая статистика
  5. • Решение задач по курсу теории вероятности и ...
  6. • Теория вероятности и математическая статистика
  7. • Применение точечных и интервальных оценок в теории ...
  8. • Теория вероятности и математическая статистика ...
  9. • Теория вероятностей и математическая статистика
  10. •  ... теории вероятностей и математической статистики в ...
  11. • Применение методов математической статистики и теории ...
  12. • Теория вероятностей и математическая статистика
  13. • Теория вероятности и математическая статистика
  14. • Статистическое изучение выборочных данных ...
  15. • Теория вероятностей и математическая статистика
  16. • Теория вероятностей
  17. •  ... теории вероятностей и математической статистики" в ...
  18. • Теория вероятности и математическая статистика
  19. • Расчет вероятностей событий
Рефетека ру refoteka@gmail.com