Файл: Кириллов В.И. Предельные теоремы и соотношения теории вероятностей, используемые в задачах о боевой эффективности лекция.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.04.2024
Просмотров: 27
Скачиваний: 1
- 24 -
Для сокращения и облегчения вычислений вероятностей
а |
- а |
Р т т ! |
- е |
составлена специальная таблица.
В приложении № I приведен образец такой таблицы. В полном виде она дана в сборнике: "Вспомогательные таблицы для решения задач по оценке боевой эффектииюсти"(изд.ВВД,1967 ) .
Пример 8 . За один час полета самолет-разведчик может просмо треть 30 000 км2 площади океана. Средняя плотность судоходства в данном районе составляет одно судно на 10 000 км2 океана.
Определить |
вероятность |
того, |
что |
за |
t = 2 часа |
ведения |
разведки |
||
будет обнаружено 4 судна. |
|
|
|
|
|
|
|||
Решение. |
Средняя |
плотность обнаружения кораблей |
за один |
час |
|||||
полета} |
|
а |
_ 30 |
000 _ |
з |
судна |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
10 |
000 |
■ |
час |
|
|
|
Математическое ожидание числа обнаружений кораблей за 2 |
часа |
||||||||
ведения |
разведки : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й. - X t |
= 3 * 2 = 6 |
кораблей. |
|
|
|||
Вероятность того, что за 2 часа Ведения разведки будет обнару |
|||||||||
жено т |
= 4 судна: |
|
|
|
|
|
|
|
а т |
-а 6 4 -6 |
P m = - ^ l e |
= J [ ' e = |
Пример 9 . По цели выпускается раздельно 10 снарядов. Математиче ское ожидание числа попаданий в цель равно 2 снарядам. Жизненно важные объекты занимают 25% площади цели.
Определить вероятность того, что не будет ни одного попадания в жизненно важные объекты, если считать, что в среднем попадания вну три площади цели располагаются равномерно.
Решение. Математическое ожидание числа попаданий в жизненно важ ные объекты цели'?
а = 2 • 0,25 = 0,5 попаданий.
- 25 -
Вероятность того, что не будет попаданий в жизненно важные объекты цели;
Рт т /' е
Поскольку т =0 , a Q! = { , то искомая вероятность:
-а |
-о,5 |
р0 = е = е |
= 0,606. |
2. Определение вероятности того, что событие появится не менее т раа
Во многих практических задачах, в частности в задачах о бое вой эффективности .часто возникает необходимость определения ве роятности того, что интересующее нас событие появится не менеет раз.
Эта вероятность, как известно, определяется соотношением:
п
где p j |
- вероятность |
того, |
что событие появится ровно i |
раз. |
|
Особенность решения |
задачи |
по определению этой |
вероятности |
при |
|
наличии распределения Пуассона состоит в том, что |
приходится |
вы |
|||
числять |
бесконечную сумму: |
|
|
|
так как при условиях, формулированных для распределения Пуассона (см.выше), логически не исключается возможность появления любого числа событий.
|
- 26 - |
В связи с |
изложенный вероятность того, что событие появится |
не ненее т |
раз, практически следует определить так: |
m-i
т. е . вначале вычислить вероятность того, что событие появится иенее т раз, а затеи эту вероятность вычесть из единицы.
Пример 10. При разрыве снаряда осколки разлетаются со средней плотностью 5 осколков на I м2 площади, на которой расположена цель. Площадь цели составляет 0,6 и2 .
Определить вероятность |
того, что в |
цель |
попадет |
не менее |
|||||
2 осколков. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение. Математическое ожидание числа попаданий осколков в |
|||||||||
цель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
й =Л S = 5 • 0,6 |
= 3 |
осколка. |
|
|
|
|||
Определяем вероятность |
того, что в цель |
попадет |
менее 2 оскол |
||||||
ков. Для этого прежде определяем: |
|
|
|
|
|||||
- |
вероятность |
того, |
что |
в цель |
не попадет ни одного осколка |
||||
(ноль |
оаколков) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
р 0 ^ е |
°= е |
1 |
0,0498 ; |
|
|||
- |
вероятность |
того, |
что |
в цель |
попадет |
один осколок |
|||
|
|
|
„ т |
-а |
3 |
|
-з |
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|||
|
|
P i—£ T e |
~ |
~ |
е -°'< 494 |
Вероятность попадания менее двух осколков:
Ро f Р { ■ 0,0498 + 0,1494 = 0,1992.
Вероятность попадания не менее двух осколков I
Рг = I - 0,1992 = 0,8008.
- 27 -
Для облегчения решения аналогичных задач составляется таблица вероятностей того, что событие появится не менее т раз при на личии распределения Пуассона. Образец такой таблицы приведен в приложении К? 2 ( в полной виде' таблица дана в сборнике: "Вспомо гательные таблицы для решения задач по оценке боевой эффектив ности").
Наиболее часто вычисляется вероятность того, что событие по явится не менее одного раза. При оценке боевой Эффективности та$сая задача имеет особый интерес.
Решение этой задачи таково:
|
P t « i - Р 0 = { - е ~ а, |
(16) |
где <2 - математическое ожидание числа появления |
события. |
|
Примечание. В |
обычной схеме (при биноминальном распределении) |
|
вероятность того, |
что событие появится не менее одного раза, вы |
числяется по такой же формуле при условии, что вероятность появле ния события в одном опыте мала.
Действительно, ели вероятность появления события в одном опыте
равна |
р |
и производится П |
независимых опытов |
в |
неизменных ус |
|
ловиях, то |
вере чюсть того, |
что |
событие появится |
не |
менее одного |
|
раза, |
как |
известно, определится |
следующим образом: |
|
|
|
л |
|
п |
, |
\ п |
|
P i |
|
|
■ |
|
|
п |
может быть представлена так: |
|||
Величина (У -/?) |
|||||
|
u - p f - l u - p ) |
|
|
||
Далее имеем: |
|
|
|
|
|
Рш (i-p) « |
/im f(i-p) |
PJ |
Р= е Р |
||
р^-0 |
' |
p-~oL |
• / |
j |
/ |
|
|
|
|
- 28 - |
|
|
где пр |
- а представляет |
собой математическое |
охидание числа появ |
|||
ления |
события при П |
опытах. |
Таких образом, |
окончательно имеем: |
||
|
Pd = У |
-е |
-пр |
- а |
, |
|
|
= / |
-е |
|
|||
что соответствует распределению Пуассона. |
|
|||||
Это |
свойство распределения Пуассона явилось |
причиной того, что |
его иногда называют распределением редких явлений, т .е . таких, ко
торые наступают редко и вероятности которых малы. |
|
|
|
Кроме того, при малых значениях вероятностей р |
появления со |
||
бытия |
в одном опыте вероятность появления его m |
раз в п |
опытах |
такие |
может определяться по формуле, соответствующей распределению |
Пуассона:
а- а
Pm тп!
где а = п р .
3 . Параметры распределения случайной величины. подчиненной распределению Пуассона
Математическое ожидание f m числа появления события при на личии распределения Пуассона определяется так:
Если вычислить эту сумму, то получим:
/ « - * •
Другой результат невозможно было получить, так как ранее в вы ражении
|
|
|
|
|
- |
29 |
- |
|
|
|
|
P m |
~ |
a |
|
■■ e |
- a |
|
|
|
m / |
|||||
под величиной |
О |
понималось |
математическое ожидание числа по |
|||||
явления события. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Дисперсия D {т J числа |
появления |
события определится следующим |
||||||
оврагом: |
|
|
|
|
|
|
|
|
£ { т } |
= 612= 5 |
( m |
- a f - р т « £ : у и |
|||||
J |
т |
т=о 1 |
|
7 |
гт |
т ! |
Если вычислить эту сумму, то получим:
D (т}=<5'^п |
или <эт ='ГР. |
Полученный результат весьма интересен. Оказывается, ври нали чии распределения Пуассона дисперсия числа появления события рав на математическому ожидания числа появления события. Это свойство распределения Пуассона очень важно. Если, например, на основании опытов получится близкое совпадение математического ожидания и дис персии, с достаточным основанием можно считать, что случайная ве личина подчинена распределению Пуассона, и наоборот, существенное отличие математического ожидания до дисперсии должно заставить усомниться в наличии распределения Пуассона.