Рефетека.ру / Математика

Учебное пособие: Линейные уравнения и их свойства

Тема 1. Система линейных уравнений


В общем случае система Линейные уравнения и их свойства линейных уравнений с Линейные уравнения и их свойства неизвестными имеет вид


Линейные уравнения и их свойства (1)


Через Линейные уравнения и их свойства обозначены неизвестные, подлежащие определению, величины Линейные уравнения и их свойства, называемые коэффициентами системы, и величины Линейные уравнения и их свойства, называемые свободными членами, считаются известными. Решением системы (1) называют такую совокупность Линейные уравнения и их свойства чисел Линейные уравнения и их свойства, которая при подстановке в систему (1) на место неизвестных Линейные уравнения и их свойстваобращает все уравнения системы в тождества. Система уравнений (1) либо не имеет решения, либо имеет единственное решение, либо имеет бесчисленное множество решений. Две системы линейных уравнений называются эквивалентными, если решение одной из них является решением другой и наоборот. Коэффициенты системы образуют матрицу, которую называют основной матрицей системы


Линейные уравнения и их свойства.


Если Линейные уравнения и их свойства, то матрица Линейные уравнения и их свойства является квадратной и ее определитель Линейные уравнения и их свойства называется определителем системы. Если определитель квадратной системы уравнений Линейные уравнения и их свойства то система имеет единственное решение, определяемое по формулам, называемых формулами Крамера:


Линейные уравнения и их свойства


Здесь Линейные уравнения и их свойства- определитель системы, Линейные уравнения и их свойстваопределитель матрицы, получаемой из матрицы Линейные уравнения и их свойства заменой Линейные уравнения и их свойстваго столбца столбцом ее свободных членов.

Пример 1. Решить систему линейных уравнений


Линейные уравнения и их свойства


Решение. Найдем определитель системы


Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства = Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства


Далее вычислим определитель Линейные уравнения и их свойства, заменив первый столбец матрицы системы на столбец свободных членов


Линейные уравнения и их свойстваЛинейные уравнения и их свойства


Аналогично находим определители Линейные уравнения и их свойства:

Линейные уравнения и их свойства


Отсюда по формулам Крамера находим решение системы


Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства


Общую систему линейных уравнений вида (1) можно решить методом Гаусса - методом последовательного исключения неизвестных. Исключение неизвестных методом Гаусса удобно выполнять, осуществляя преобразования не с самими уравнениями, а с матрицей их коэффициентов, к которой справа добавлен столбец свободных членов


Линейные уравнения и их свойства


Полученную матрицу Линейные уравнения и их свойства называют расширенной матрицей системы.

Элементарными преобразованиями строк матрицы называют:

Умножение всех элементов строки на число, не равное нулю.

Перестановка строк матрицы.

Прибавление к элементам строки соответствующих элементов другой строки, умноженных на общее произвольное число.

Метод Гаусса заключается в том, чтобы с помощью элементарных преобразований строк основную матрицу системы Линейные уравнения и их свойства привести к ступенчатому (или треугольному) виду. Если вернуться к уравнениям, то это означает, что неизвестная Линейные уравнения и их свойства содержится только в первом уравнении, неизвестная Линейные уравнения и их свойства- только в первом и втором уравнении и т. д. Таким образом, неизвестные системы частично исключаются из исходных уравнений системы, а полученная новая система уравнений является эквивалентной исходной системе. Рассмотрим решение методом Гаусса на примерах.

Пример 2. Решить систему уравнений


Линейные уравнения и их свойства (2)


Решение. Расширенная матрица системы имеет вид


Линейные уравнения и их свойства (3)


Поменяем местами первую и вторую строку в матрице (3), чтобы получить

Линейные уравнения и их свойства (в этом случае упрощаются последующие вычисления).


Линейные уравнения и их свойства~Линейные уравнения и их свойства (4)


Символ “~” обозначает эквивалентность матриц. Умножим первую строку полученной матрицы (4) на число (-3) и прибавим соответственно к элементам второй строки, далее первую строку матрицы (4) умножим на число (-5) и прибавим к элементам третьей строки этой матрицы. В результате получим матрицу, которой соответствует система уравнений, содержащая неизвестную Линейные уравнения и их свойства только в первом уравнении

Линейные уравнения и их свойства ~ Линейные уравнения и их свойства. (5)


Так как в матрице (5) Линейные уравнения и их свойства, то, умножая вторую строку этой матрицы на число (-5) и прибавляя ее к третьей строке, получим основную матрицу треугольного вида. Для упрощения разделим элементы последней строки на число (-11):


Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства (6)


Расширенной матрице (6) соответствует следующая система уравнений, эквивалентная исходной системе (2)


Линейные уравнения и их свойства


Отсюда из третьего уравнения получаем Линейные уравнения и их свойства. Подставляя найденное значение Линейные уравнения и их свойства во второе уравнение, определяем неизвестную Линейные уравнения и их свойства:


Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства


Наконец, после подстановки найденных значений Линейные уравнения и их свойства в первое уравнение, находим неизвестную Линейные уравнения и их свойства: Линейные уравнения и их свойства Таким образом, решение системы единственное: Линейные уравнения и их свойства

Пример 3. Решить систему уравнений

Линейные уравнения и их свойства (7)


Решение. Запишем и преобразуем расширенную матрицу системы (7)


Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства~


~Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства~


~ Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства.


Расширенная матрица, полученная на последнем шаге путем вычитания из элементов четвертой строки соответствующих элементов третьей строки, содержит нулевую строку и имеет ступенчатый вид. Отсюда следует, что исходной системе уравнений эквивалентна система из трех уравнений с 4 неизвестными


Линейные уравнения и их свойства

Неизвестную Линейные уравнения и их свойства перенесем в правые части уравнений


Линейные уравнения и их свойства


Отсюда определяем


Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства


Задавая переменной Линейные уравнения и их свойства произвольное значение Линейные уравнения и их свойства, найдем бесконечное множество решений системы


Линейные уравнения и их свойства


Если расширенная матрица системы приведена к ступенчатому виду, когда в нулевой строке основной матрицы свободный член отличен от нуля, то система не имеет решения. Например, последняя строка имеет вид Линейные уравнения и их свойства. Тогда соответствующее уравнение системы привелось к неверному равенству Линейные уравнения и их свойства

Пример 4. Предприятие выпускает три вида товаров, при производстве которых используется три типа ресурсов: рабочая сила, сырье, оборудование. Нормы расхода каждого из них (в условных единицах) на производство единицы каждого товара и объем ресурсов на 1 день заданы таблицей 1.

Таблица 1

Вид

ресурсов

Норма расхода ресурсов

на производство ед. товара

Объем

ресурсов

на 1 день


1 вид 2 вид 3 вид
Рабочая сила 1 1 2 800
Сырье 3 2 4 1700
Оборудование 2 1 3 1100

Найти ежедневный объем выпуска каждого товара.

Решение. Пусть Линейные уравнения и их свойства - ежедневный выпуск соответственно товаров 1,2 и 3-го вида. Тогда в соответствии с нормами расхода ресурсов каждого типа имеем систему линейных уравнений, содержащих неизвестные Линейные уравнения и их свойства


Линейные уравнения и их свойства


Решим ее методом Гаусса.


Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства


Отсюда находим Линейные уравнения и их свойства, т.е. предприятие ежедневно выпускает 100 ед. товаров 1-го вида, 300 ед. товаров 2-го вида и 200 ед. товаров 3-го вида.

Задача для контрольной работы

Кондитерская фабрика специализируется на выпуске изделий трех видов. При этом используется сырье трех типовЛинейные уравнения и их свойства. Нормы расхода каждого из них на одно изделие и общий объем расхода сырья на 1 день заданы таблицей 2. Найти ежедневный объем выпуска каждого вида изделия, построив систему линейных уравнений и решая ее методом Гаусса и по формулам Крамера.


Таблица 2

Номер

варианта

Вид

сырья

Норма расхода сырья на 1 изделие

Объем

расхода сырья



Изделие 1 Изделие 2 Изделие 3

1

Линейные уравнения и их свойства

3 2 4 2000

Линейные уравнения и их свойства

1 3 2 1100

Линейные уравнения и их свойства

2 5 1 1200

2

Линейные уравнения и их свойства

4 1 3 1800

Линейные уравнения и их свойства

1 2 5 2500

Линейные уравнения и их свойства

2 1 2 1200

3

Линейные уравнения и их свойства

2 3 4 1400

Линейные уравнения и их свойства

3 1 3 1000

Линейные уравнения и их свойства

1 2 3 1000

4

Линейные уравнения и их свойства

1 5 2 1700

Линейные уравнения и их свойства

2 3 1 1100

Линейные уравнения и их свойства

3 1 4 1700

5

Линейные уравнения и их свойства

2 2 4 2200

Линейные уравнения и их свойства

1 3 1 1300

Линейные уравнения и их свойства

3 1 2 1600

6

Линейные уравнения и их свойства

1 3 3 1500

Линейные уравнения и их свойства

3 1 1 900

Линейные уравнения и их свойства

2 2 4 1700

7

Линейные уравнения и их свойства

4 2 1 1200

Линейные уравнения и их свойства

3 3 2 1600

Линейные уравнения и их свойства

1 2 1 900

8

Линейные уравнения и их свойства

1 2 2 1000

Линейные уравнения и их свойства

3 1 2 1200

Линейные уравнения и их свойства

4 3 4 2200

9

Линейные уравнения и их свойства

2 2 3 1000

Линейные уравнения и их свойства

1 3 1 700

Линейные уравнения и их свойства

3 1 2 700

10

Линейные уравнения и их свойства

1 3 4 2700

Линейные уравнения и их свойства

2 1 3 1900

Линейные уравнения и их свойства

3 2 1 1600

Тема 2. Векторная алгебра


Упорядоченную совокупность Линейные уравнения и их свойства вещественных чисел в виде Линейные уравнения и их свойства называют Линейные уравнения и их свойствамерным вектором. Число Линейные уравнения и их свойства называют Линейные уравнения и их свойстваой компонентой вектора Линейные уравнения и их свойства. Для векторов вводят следующие линейные операции.

Суммой двух векторов одинаковой размерности Линейные уравнения и их свойства называют такой вектор Линейные уравнения и их свойства, компоненты которого равны сумме соответствующих компонент слагаемых векторов, т.е. Линейные уравнения и их свойства

Пример 1.


Линейные уравнения и их свойства, Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства


Произведением вектора Линейные уравнения и их свойства на число Линейные уравнения и их свойства называют вектор Линейные уравнения и их свойства, компоненты Линейные уравнения и их свойства которого равны произведению числа Линейные уравнения и их свойства на соответствующие компоненты вектора Линейные уравнения и их свойства, т.е. Линейные уравнения и их свойства

Пример 2.


Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства


Линейные операции над векторами обладают следующими свойствами:


Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства


Существует нулевой вектор Линейные уравнения и их свойства такой, что Линейные уравнения и их свойства для любого вектора Линейные уравнения и их свойства

Для любого вектора Линейные уравнения и их свойства существует противоположный вектор Линейные уравнения и их свойстватакой, что


Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства


Множество векторов, в котором определены операции сложения векторов и умножения вектора на число, удовлетворяющее приведенным выше свойствам, называется векторным (линейным) пространством и обозначается символом Линейные уравнения и их свойства.

Вектор Линейные уравнения и их свойства называется линейной комбинацией векторов Линейные уравнения и их свойства векторного пространства Линейные уравнения и их свойства, если он равен сумме произведений этих векторов на произвольные действительные числа


Линейные уравнения и их свойства.


Векторы Линейные уравнения и их свойства называются линейно зависимыми, если существуют такие числа Линейные уравнения и их свойства, не все равные нулю, что их линейная комбинация является нулевым вектором


Линейные уравнения и их свойства (1)


В противном случае, т.е. когда равенство (1) справедливо лишь при Линейные уравнения и их свойства векторы Линейные уравнения и их свойства называются линейно независимыми. Можно показать, что если векторы Линейные уравнения и их свойства линейно зависимы, то по крайней мере один их них является линейной комбинацией остальных.

Векторное пространство Линейные уравнения и их свойства называется Линейные уравнения и их свойствамерным, а число Линейные уравнения и их свойстваразмерностью пространства, если в нем существует Линейные уравнения и их свойства линейно независимых векторов, а любые из Линейные уравнения и их свойства векторов уже являются зависимыми. Таким образом, размерность пространства – это максимальное число содержащихся в нем линейно независимых векторов.

Совокупность Линейные уравнения и их свойства линейно независимых векторов Линейные уравнения и их свойствамерного пространства Линейные уравнения и их свойства называется базисом этого пространства. Пусть векторы Линейные уравнения и их свойства образуют произвольный базис Линейные уравнения и их свойствамерного пространства Линейные уравнения и их свойства. Тогда любой вектор Линейные уравнения и их свойства пространства Линейные уравнения и их свойства можно представить и притом единственным способом в виде линейной комбинации векторов базиса


Линейные уравнения и их свойства. (2)


Равенство (2) называют разложением вектора Линейные уравнения и их свойства по базису Линейные уравнения и их свойства, а числа Линейные уравнения и их свойстваЛинейные уравнения и их свойствакоординатами вектора Линейные уравнения и их свойства относительно этого базиса.

Пример 3. Показать, что векторы Линейные уравнения и их свойства,Линейные уравнения и их свойства образуют базис и найти координаты вектора Линейные уравнения и их свойствав этом базисе.

Решение. Так как каждый вектор задан тремя координатами, то в рассматриваемом векторном пространстве существует базис Линейные уравнения и их свойства и размерность пространства, равная трем, совпадает с числом заданных векторов Линейные уравнения и их свойства. Поэтому векторы Линейные уравнения и их свойства образуют в нем базис, если они линейно независимы. Составим векторное равенство


Линейные уравнения и их свойства


которое можно записать для соответствующих координат этих векторов

Линейные уравнения и их свойства (3)


Решим полученную систему линейных уравнений (3) методом Гаусса.


Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства~

~Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства~

~Линейные уравнения и их свойства~ Линейные уравнения и их свойства.


Отсюда получаем единственное нулевое решение Линейные уравнения и их свойства, т.е. векторы Линейные уравнения и их свойства являются линейно независимыми и, следовательно, образуют базис пространства. Найдем теперь разложение вектора Линейные уравнения и их свойства по базису Линейные уравнения и их свойства из условия выполнения векторного равенства


Линейные уравнения и их свойства,


которое для соответствующих координат запишется


Линейные уравнения и их свойства


Полученную квадратную систему линейных уравнений относительно неизвестных Линейные уравнения и их свойства решим по формулам Крамера. Вычислим определители3-го порядка:


Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства


Тогда по формулам Крамера находим координаты вектора Линейные уравнения и их свойства в базисе Линейные уравнения и их свойства:


Линейные уравнения и их свойства


В итоге имеем


Линейные уравнения и их свойства


Задача для контрольной работы

Показать, что векторы Линейные уравнения и их свойства образуют базис и найти координаты вектора Линейные уравнения и их свойства в этом базисе. Численные данные в зависимости от варианта приводятся в таблице 3.


Таблица 3

варианта

Координаты векторов

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

1 2 3 2 4 6 3 -3 -2 3 3 7 5
2 -1 -2 1 -3 2 -1 2 -5 -3 -6 14 4
3 2 3 -2 -1 -1 1 4 0 1 15 5 0
4 2 6 -10 5 3 2 7 4 3 4 12 -20
5 2 3 1 3 7 2 5 4 2 10 3 3
6 5 4 3 -6 -3 -5 4 2 2 3 2 1
7 2 -1 3 -1 3 2 1 -2 -1 4 -3 3
8 1 2 -1 2 -1 3 3 4 1 10 8 4
9 4 1 -6 -3 2 1 2 3 0 12 -5 -14
10 2 3 1 1 1 2 3 4 1 1 1 4

Тема 3. Случайные события


Задача 1. На складе имеется 12 единиц товара, полученных от поставщика №1, 20 единиц - от поставщика №2 и 18 единиц - от поставщика №3. Вся продукция находится в одинаковых упаковках. Вероятность того, что единица товара, полученная от поставщика №1 отличного качества, равна 0,9; от поставщика №2 - 0,6; от поставщика №3 - 0,9. Найти вероятность того, что взятая наудачу единица товара окажется отличного качества.

Решение. Обозначим через Линейные уравнения и их свойства событие, состоящее в том, что взятая единица товара окажется отличного качества. Возможны следующие предположения: Линейные уравнения и их свойства- взятая единица товара получена от поставщика №1, Линейные уравнения и их свойства- от поставщика №2, Линейные уравнения и их свойства- от поставщика №3.

Так как всего на складе 50 единиц товара (12+20+18), то вероятность того, что взятая наудачу единица товара получена от поставщика №1 Линейные уравнения и их свойства12/50, от поставщика №2 - Линейные уравнения и их свойства20/50, от поставщика №3 -Линейные уравнения и их свойства18/50.

Из постановки задачи известна вероятность того, что единица товара окажется отличного качества при условии, что она получена от поставщика №1: Линейные уравнения и их свойства, от поставщика №2 - Линейные уравнения и их свойства от поставщика №3 - Линейные уравнения и их свойства

Искомую вероятность находим по формуле полной вероятности

Линейные уравнения и их свойства.


Задача 2. Продукция, выпускаемая на предприятии партиями, попадает для проверки ее на стандартность к одному из двух контролеров. Вероятность того, что партия продукции попадет к первому контролеру, равна 0,6, а ко второму - 0,4. Вероятность того, что годная партия будет признана стандартной первым контролером, равна 0,94, а вторым - 0,98. Годная партия при проверке была признана стандартной. Найти вероятность того, что эту партию проверял первый контролер.

Решение. Обозначим через Линейные уравнения и их свойства событие, состоящее в том, что годная партия продукции признана стандартной. Можно сделать два предположения:

партию проверил первый контролер (гипотеза В1);

партию проверил второй контролер (гипотеза В2).

Искомую вероятность того, что партию проверил первый контролер, найдем по формуле Бейеса:


Линейные уравнения и их свойства


По условию задачи имеем:

-Линейные уравнения и их свойства (вероятность того, что партия попадет к первому контролеру);

-Линейные уравнения и их свойства (вероятность того, что партия попадет ко второму контролеру);

-Линейные уравнения и их свойства (вероятность того, что годная партия будет признана первым контролером стандартной);

-Линейные уравнения и их свойства (вероятность того, что годная партия будет признана вторым контролером стандартной).

Искомая вероятность


Линейные уравнения и их свойства


Задачи для контрольной работы


Таблица 4

Номер

варианта

Содержание задачи
1 Покупатель может приобрести нужный ему товар в двух магазинах. Вероятности обращения в каждый из двух магазинов зависят от их местоположения и соответственно равны 0,3 и 0,7. Вероятность того, что к приходу покупателя нужный ему товар не будет распродан, равна 0,8 для первого магазина и 0,4 – для второго, Какова вероятность того, что покупатель приобретет нужный ему товар?
2 Два контролера производят оценку качества выпускаемых изделий. Вероятность того, что очередное изделие попадет к первому контролеру, равна 0,55, ко второму контролеру – 0,45.Первый контролер выявляет имеющийся дефект с вероятностью 0,8, а второй –с вероятностью 0,9. Вычислить вероятность того, что изделие с дефектом будет признано годным к эксплуатации.
3 Товаровед плодоовощной базы определяет сорт поступивших от постоянного поставщика партии яблок. Известно, что в среднем 40% выращенного поставщиком урожая составляют яблоки 1 сорта. Вероятность того, что товаровед примет первосортную партию первым сортом равна 0,85. Кроме того, он может допустить ошибку, считая непервосортную партию – первосортной. Это происходит с вероятностью 0,2. Какова вероятность того, что товаровед неправильно установит сорт яблок?
4 Магазин получил две равные по количеству партии одноименного товара. Известно, что 25% первой партии и 40% второй партии составляют товар 1-го сорта. Какова вероятность того, что наугад выбранная единица товара будет первого сорта?
5 Пассажир может приобрести билет в одной из двух касс. Вероятность обращения в первую кассу составляет 0,4, а во вторую – 0,6. Вероятность того, что к моменту прихода пассажира нужные ему билеты будут распроданы, равна 0,35 для первой кассы и 0,7 – для второй кассы. Пассажир посетил одну из касс и приобрел билет. Какова вероятность того, что он приобрел его в во второй кассе.
6 В магазин поступила обувь от двух поставщиков. Количество обуви, поступившей от первого поставщика, в два раза больше, чем от второго. Известно, что в среднем 20% обуви от первого поставщика и 35% обуви от второго поставщика имеют различные дефекты отделки. Из общей массы наугад отбирают одну упаковку с обувью. Оказалось, что она не имеет дефекта отделки. Какова вероятность того, что ее изготовил первый поставщик?
7 Укупорка банок производится двумя автоматами с одинаковой производительностью. Доля банок с дефектом укупорки для первого автомата составляет 1%, а для второго – 0,5%. Какова вероятность того, что взятая наугад банка будет иметь дефект укупорки?
8 В магазин поступил одноименный товар, изготовленный двумя предприятиями. С первого предприятия поступило 150 единиц, из них 30 единиц первого сорта, а со второго предприятия – 200 единиц, из них 50 – первого сорта. Из общей массы товара наугад извлекается одна единица. Она оказалась первого сорта. Какова вероятность того, что она изготовлена на первом предприятии?
9 Два специалиста ОТК проверяют качество выпускаемых изделий, причем каждое изделие с одинаковой вероятностью может быть проверено любым из них. Вероятность выявления дефекта первым специалистом равна 0,8, а вторым – 0,9. Из массы проверенных изделий наугад выбирается одно. Оно оказалось с дефектом. Какова вероятность того, что ошибку допустил второй контролер?
10 В двух одинаковых коробках находятся карандаши. Известно, что 1/3 карандашей в первой коробке и 1/4 карандашей во второй – характеризуется твердостью ТМ. Наугад выбирается одна коробка и из нее наугад извлекается один карандаш. Он оказался твердости ТМ. Какова вероятность того. Что он извлечен из первой коробки?

Тема 4. Случайные величины


Задача. Функция распределения спроса на некоторый продуктовый товар для различных микрорайонов города задается выражением:


Линейные уравнения и их свойства


Требуется найти:

1. Плотность распределения вероятности.

2. Параметры Линейные уравнения и их свойстваи Линейные уравнения и их свойства.

3. Математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение спроса.

4. Вероятность того, что в наудачу выбранном микрорайоне спрос находится в пределах от значения Линейные уравнения и их свойства до Линейные уравнения и их свойства.

5. Размер спроса, который для случайного выбранного микрорайона может быть превзойден с вероятностью Линейные уравнения и их свойства.

Параметры Линейные уравнения и их свойства (в млн. руб), Линейные уравнения и их свойства приводятся в таблице 5.


Таблица 5

Значения параметров

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

1 2 2 3 0,5

Решение.

1. Плотность распределения вероятностей является производной функции распределения вероятностей, поэтому:


Линейные уравнения и их свойства


2.Найдем параметр Линейные уравнения и их свойства. Функция распределения Линейные уравнения и их свойстваобладает следующим свойством:Линейные уравнения и их свойства=1. Вычислим предел


Линейные уравнения и их свойства=Линейные уравнения и их свойства.


Отсюда Линейные уравнения и их свойства =1.

Далее определим параметр Линейные уравнения и их свойства. Интеграл от плотности вероятности по области реализации случайной величины равен единице. В соответствии с условиями задачи спрос как случайная величина изменяется в пределах от Линейные уравнения и их свойствадо Линейные уравнения и их свойства. Поэтому, находя несобственный интеграл, имеем

Линейные уравнения и их свойства


Таким образом, Линейные уравнения и их свойства=Линейные уравнения и их свойства.

3.Вычислим математическое ожидание спроса через плотность распределения (с учетом того, что Линейные уравнения и их свойства=Линейные уравнения и их свойства) как несобственный интеграл:


Линейные уравнения и их свойства.


Найдем интеграл методом интегрирования по частям. Пусть Линейные уравнения и их свойства Линейные уравнения и их свойства.

Тогда


Линейные уравнения и их свойства.


Применяя формулу интегрирования по частям, получим


Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства.

Подставив в полученное выражение численные значения параметров, найдем:


Линейные уравнения и их свойства


По формуле


Линейные уравнения и их свойства


определим дисперсию спроса. Вначале вычислим несобственный интеграл


Линейные уравнения и их свойства


также методом интегрирования по частям. Пусть Линейные уравнения и их свойства. Тогда


Линейные уравнения и их свойства,

Линейные уравнения и их свойства.


Последний интеграл уже найден при вычислении Линейные уравнения и их свойства, поэтому можно записать:

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства.


Отсюда окончательно получаем:


Линейные уравнения и их свойства.


После подстановки численных значений параметров, находим


Линейные уравнения и их свойства


Среднеквадратическое отклонение вычисляется как квадратный корень из дисперсии:


Линейные уравнения и их свойства


4. Вероятность нахождения случайной величины в заданном интервале можно найти, используя функцию распределения


Линейные уравнения и их свойства


При Линейные уравнения и их свойстваполучаем


Линейные уравнения и их свойства

Подставляя численные значения параметров, имеем:


Линейные уравнения и их свойства


Величина Линейные уравнения и их свойства, определяемая равенством Линейные уравнения и их свойства, называется квантилем порядка Линейные уравнения и их свойства. В задаче требуется найти Линейные уравнения и их свойства. Запишем необходимое равенство: Линейные уравнения и их свойства или Линейные уравнения и их свойства. Логарифмируя последнее равенство Линейные уравнения и их свойства, найдем


Линейные уравнения и их свойства.


При Линейные уравнения и их свойства=0,5 получаем:


Линейные уравнения и их свойства


Таким образом, с вероятностью 0,5 спрос в случайно выбранном микрорайоне будет больше 1,35 (млн. руб).

Задача для контрольной работы

Функция распределения годовых доходов лиц, облагаемых налогом, описывается выражением:


Линейные уравнения и их свойства


Требуется найти:

1. Плотность распределения вероятности.

2. Параметры Линейные уравнения и их свойстваи Линейные уравнения и их свойства.

3. Математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение годового дохода.

4. Вероятность того, что у наудачу выбранного налогоплательщика годовой доход находится в пределах от значения Линейные уравнения и их свойства до Линейные уравнения и их свойства.

5. Размер годового дохода, который для случайного выбранного налогоплательщика может быть превзойден с вероятностью Линейные уравнения и их свойства.

Параметры Линейные уравнения и их свойства для различных вариантов заданий приводятся в таблице 6.


Таблица 6

Параметры Номер варианта

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Линейные уравнения и их свойства

200 250 300 350 360 370 380 390 400 410

Линейные уравнения и их свойства

3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0

Линейные уравнения и их свойства

210 280 350 400 380 390 410 420 425 440

Линейные уравнения и их свойства

230 300 400 480 400 420 430 450 460 500

Линейные уравнения и их свойства

0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,55 0,65 0,7

Тема 5. Математическая статистика


Задача. При оценке свойств картофеля было обследовано 10 проб и получены следующие значения содержания крахмала Линейные уравнения и их свойства:


Таблица 7

Содержание крахмала, %

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

5,2 5,8 5,7 6,0 5,9 5,3 4,9 5,1 5,3 5,8

Требуется:

1. Определить выборочное среднее Линейные уравнения и их свойства, выборочную дисперсию Линейные уравнения и их свойства, среднее квадратическое отклонение Линейные уравнения и их свойства, исправленные дисперсию Линейные уравнения и их свойства и среднее квадратическое отклонение Линейные уравнения и их свойствадля величины Линейные уравнения и их свойства.

2. Полагая, что изменчивость величины Линейные уравнения и их свойства описывается законом нормального распределения, найти доверительные интервалы для ожидаемого среднего значения Линейные уравнения и их свойства и ожидаемого среднего квадратического отклонения Линейные уравнения и их свойства содержания крахмала с заданной надежностью Линейные уравнения и их свойства, а также вероятность того, что величина содержания крахмала Линейные уравнения и их свойства в выбранной наудачу пробе окажется в пределе от Линейные уравнения и их свойства до Линейные уравнения и их свойства.

3. Проверить на уровне значимости Линейные уравнения и их свойстванулевую гипотезу Линейные уравнения и их свойства:Линейные уравнения и их свойствапри конкурирующей гипотезе Линейные уравнения и их свойства: Линейные уравнения и их свойства.

Задачу решить для следующих значений параметров Линейные уравнения и их свойства, Линейные уравнения и их свойства, Линейные уравнения и их свойства.

Решение.1.Выборочное среднее при объеме выборки n=10 находится по формуле


Линейные уравнения и их свойства.


Подставляя в формулу значения Линейные уравнения и их свойстваиз таблицы 7, получим


Линейные уравнения и их свойства=5,5 (%).


Для вычисления выборочной дисперсии используется формула


Линейные уравнения и их свойства.

Составим следующую вспомогательную таблицу, куда внесем отклонения Линейные уравнения и их свойства и их квадраты Линейные уравнения и их свойства.


Таблица 8

Содержание крахмала в пробе, %

Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойства

5,2 -0,3 0,09
5,8 0,3 0,09
5,7 0,2 0,04
6,0 0,5 0,25
5,9 0,4 0,16
5,3 -0,2 0,04
4,9 -0,6 0,36
5,1 -0,4 0,16
5,3 -0,2 0,04
5,8 0,3 0,09

Линейные уравнения и их свойства

- 1,32

По данным таблицы 8 определим выборочное среднее


Линейные уравнения и их свойства


Выборочное среднее квадратическое отклонение находится:


Линейные уравнения и их свойства


Исправленную дисперсию Линейные уравнения и их свойстванаходят для малых значений n (n<30) по значению Линейные уравнения и их свойства:


Линейные уравнения и их свойства

Исправленное стандартное отклонение Линейные уравнения и их свойства вычисляют путем извлечения квадратного корня из


Линейные уравнения и их свойства: Линейные уравнения и их свойства


Для оценки математического ожидания Линейные уравнения и их свойстванормально распределенного признака Линейные уравнения и их свойства по выборочной средней Линейные уравнения и их свойства при неизвестном среднем квадратическом отклонении Линейные уравнения и их свойства генеральной совокупности служит доверительный интервал


Линейные уравнения и их свойства


где Линейные уравнения и их свойства=2,26 находим по таблице ([2], приложение 3) по заданным n=10 и Линейные уравнения и их свойства=0,95.

Вычислим


Линейные уравнения и их свойства Тогда

Линейные уравнения и их свойства или Линейные уравнения и их свойства


Оценкой среднего квадратического отклонения Линейные уравнения и их свойства нормально распределенного количественного признака Линейные уравнения и их свойства по исправленному выборочному среднему квадратическому отклонению Линейные уравнения и их свойства служат доверительные интервалы


Линейные уравнения и их свойствапри Линейные уравнения и их свойства

Линейные уравнения и их свойствапри Линейные уравнения и их свойства

где Линейные уравнения и их свойства находят по таблице ([2], приложение 4) по заданным значениям n=10 и Линейные уравнения и их свойства=0,95. В данном случае Линейные уравнения и их свойства и используется первая формула:


Линейные уравнения и их свойства или Линейные уравнения и их свойства


Чтобы найти вероятность того, что величина содержания крахмала Линейные уравнения и их свойства в выбранной наудачу пробе окажется в пределе от Линейные уравнения и их свойства до Линейные уравнения и их свойства воспользуемся точечными оценками параметров нормального распределения Линейные уравнения и их свойстваи Линейные уравнения и их свойства в формуле:


Линейные уравнения и их свойства.


Учитывая нечетность функции Лапласа Линейные уравнения и их свойства, имеем ([2], приложение 2)


Линейные уравнения и их свойства


3. Для того, чтобы при заданном уровне значимости Линейные уравнения и их свойства, проверить нулевую гипотезу Линейные уравнения и их свойства:Линейные уравнения и их свойства о равенстве неизвестной генеральной средней Линейные уравнения и их свойствагипотетическому значению Линейные уравнения и их свойства при конкурирующей гипотезе Линейные уравнения и их свойства: Линейные уравнения и их свойства, надо вычислить наблюдаемое значение статистического критерия


Линейные уравнения и их свойства


и по таблице критических точек распределения Стьюдента по заданному значениюЛинейные уравнения и их свойства и числу степеней свободы k=n-1 найти критическую точку Линейные уравнения и их свойства. Если справедливо неравенство Линейные уравнения и их свойства, то оснований отвергнуть нулевую гипотезу не имеется. В противном случае нулевую гипотезу отвергают.

Найдем наблюдаемое значение критерия


Линейные уравнения и их свойства


В таблице критических точек распределения Стьюдента ([2], приложение 6) по значению Линейные уравнения и их свойства=0,05 и числу степеней свободы k = n-1 =9 находим Линейные уравнения и их свойства=2,26. Так как выполняется неравенство Линейные уравнения и их свойства, то нулевая гипотеза отвергается и выборочная средняя Линейные уравнения и их свойства=5,5 значимо отличается от генеральной средней Линейные уравнения и их свойства=5,0. Заметим, что если бы проверялась нулевая гипотеза для Линейные уравнения и их свойства=5,3, то наблюдаемое значение критерия было бы Линейные уравнения и их свойства=1,65 и нулевую гипотезу не было бы оснований отвергать и Линейные уравнения и их свойства незначимо отличалась бы от Линейные уравнения и их свойства.

Задача для контрольной работы

При анализе производительности труда Линейные уравнения и их свойства(тыс. руб) на одного работника за отчетный период было обследовано десять магазинов торга.

Требуется:

1. Определить выборочное среднее Линейные уравнения и их свойства, выборочную дисперсию Линейные уравнения и их свойства, среднее квадратическое отклонение Линейные уравнения и их свойства, исправленные дисперсию Линейные уравнения и их свойства и среднее квадратическое отклонение Линейные уравнения и их свойства.

2. Полагая, что изменчивость величины Линейные уравнения и их свойства описывается законом нормального распределения, найти доверительные интервалы для ожидаемого среднего значения Линейные уравнения и их свойства и ожидаемого среднего квадратического отклонения Линейные уравнения и их свойства производительности труда с заданной надежностью Линейные уравнения и их свойства, а также вероятность того, что величина производительности труда Линейные уравнения и их свойства в выбранном наудачу магазине окажется в пределе от Линейные уравнения и их свойства до Линейные уравнения и их свойства.

3. Проверить на уровне значимости Линейные уравнения и их свойстванулевую гипотезу Линейные уравнения и их свойства:Линейные уравнения и их свойствапри конкурирующей гипотезе Линейные уравнения и их свойства: Линейные уравнения и их свойства.

Выработка на одного работника Линейные уравнения и их свойства(тыс. руб) и параметры Линейные уравнения и их свойства для различных вариантов заданий приводятся в таблице 9.


Таблица 9


Номер варианта

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Выработка на одного работника

Линейные уравнения и их свойства

3,9 4,6 5,6 4,7 4,2 5,1 4,4 4,7 4,5 4,1

Линейные уравнения и их свойства

4,0 6,2 4,5 3,8 5,9 4,8 4,2 4,8 3,6 3,3

Линейные уравнения и их свойства

3,8 5,6 3,8 4,8 6,4 5,6 3,7 5,3 4,7 3,2

Линейные уравнения и их свойства

4,2 4,6 4,9 4,5 5,4 6,7 3,5 4,9 3,8 3,1

Линейные уравнения и их свойства

4,6 6,3 4,8 5,3 6,2 5,8 4,0 5,7 4,2 2,9

Линейные уравнения и их свойства

4,5 5,0 5,8 5,2 6,3 4,9 4,6 5,0 5,1 4,2

Линейные уравнения и их свойства

4,8 4,3 5,1 6,1 5,3 5,0 4,5 6,1 4,6 4,8

Линейные уравнения и их свойства

4,1 5,2 6,7 5,8 5,5 5,5 4,8 6,0 4,3 3,5

Линейные уравнения и их свойства

5,0 4,4 6,4 3,8 6,4 6,1 3,8 4,9 4,4 4,4

Линейные уравнения и их свойства

4,9 6,3 3,9 4,7 5,7 5,8 4,1 5,2 5,0 5,0
Параметр

Линейные уравнения и их свойства

3,5 4,0 4,5 5,5 4,5 5,5 4,0 5,0 4,0 4,0

Линейные уравнения и их свойства

4,0 5,5 5,0 6,0 5,5 6,5 4,5 5,5 5,0 5,0

Линейные уравнения и их свойства

5,2 6,0 6,2 5,8 6,5 6,6 5,2 6,0 5,0 5,0

Правила выполнения и оформления контрольной работы

1. Выбор вариантов осуществляется в соответствии с последней цифрой учебного шифра студента (например, если последняя цифра «3», то выполняется вариант номер 3, если - «0», то - вариант номер 10).

2. Контрольная работа пишется чернилами любого цвета (кроме красного) в тонкой тетради, для замечаний рецензента оставляются поля. На обложке тетради указывают фамилию, имя, отчество студента, номер студенческой группы, учебный шифр (серия и номер зачетной книжки), название кафедры, наименование дисциплины и номер контрольной работы, а также домашний адрес.

3. Решение задач следует располагать в порядке следования номеров, указанных в задании, сохраняя номера задач. Условия задач выписывать обязательно. Если несколько задач имеют общую формулировку, то при переписывании общие условия заменяют конкретными данными.

4. Решения задач требуется оформлять аккуратно, подробно объясняя все действия и используемые формулы. В конце работы приводится список использованной литературы, указывается дата выполнения работы и ставится подпись исполнителя.

Литература


Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа,1977.

Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. М.: Высшая школа, 1975.

Высшая математика для экономистов. Под ред. Н. Ш. Кремера. М.: Банки и биржи, 1997.

Талызин В.А. Контрольная работа по высшей математике. Казань: КИ МГУК, 1998.

Похожие работы:

  1. • Концепции современного естествознания
  2. • Накопление 137Сs и 90Sr в травостое пойменных лугов в ...
  3. • Исследования в современном управлении
  4. • Способы решения систем линейных уравнений
  5. • Система линейных уравнений
  6. • Системы линейных уравнений и неравенств
  7. • Разработка программы решения системы линейных ...
  8. • Поиски более рационального способа решения систем линейных ...
  9. • Методы решения систем линейных уравнений
  10. • Поиск решений системы линейных уравнений методом ...
  11. • Решение произвольных систем линейных уравнений
  12. • Численные методы решения систем линейных уравнений
  13. • Линейные системы уравнений
  14. • Решение уравнений и неравенств с использованием ...
  15. • Решение линейных интегральных уравнений
  16. •  ... дифференциальных уравнений в частных производных
  17. • Линейные уравнения парной и множественной ...
  18. • Показательно-степенные уравнения и неравенства
  19. • Разработка программы для решения систем линейных ...
Рефетека ру refoteka@gmail.com