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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

- 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:

-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

3

 

 

 

 

 

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

-пр

- а

,

 

 

= /

 

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.