Файл: Волков Е.Б. Основы теории надежности ракетных двигателей.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 201
Скачиваний: 0
-V V V Р ( Л , П Л ; П 4 ^ - - - + ( - 1 ) лг-1 р (П 1>1/)- (1.14)
,- =1 ; =(+1А=./+1 |
^ |
С учетом равенств |
(1.6) соотношение для P(U А {) представ |
ляется в виде |
|
N
(5/ 0- 1 —р П АЛ. (1.15) i=i
Кроме того,
'( и 1Л1.) = Р ( / 1)+ Р ( Л - Д 2ГИ1)'
+ Р (Л 8- Д , П И 2и Л ) ) + - + Р A n —An n ( V V ) ] . (i.i6)
Мз уравнения (1.3) получаем также следующее полезное соотношение:
Р(Л1ПЛ2)= Р(Л1) - Р ( Л 1П / 2). |
(1.17) |
В выражениях (1.14) — (1.17) множества (события) Д;еВ (7').
Пример 1.1. Вероятность отказа конструкции хотя бы в одном из N се
чений.
Рассматриваются N расчетных сечений в конструкции. В каждом сечении
она может разрушиться с вероятностью <7,= Р(4,-), где 4,- — событие, состоя
щее в разрушении конструкции в i-м сечении за время т воздействия нагрузки. На конструкцию во всех ее сечениях действует одна и та же нагрузка, вслед
ствие чего события /1,- могут прнсходить в течение одного и того же времени воздействия т и, следовательно, являются совместными. Требуется выразить
вероятность q= P{A) разрушения конструкции ( 4 — событие, состоящее в ее разрушении) в функции 4,-.
|
|
|
|
_ |
N |
_ |
|
|
|
Решение. Событие4 = |
(J 4,-, так как для выхода конструкции из строя |
||||||
достаточно ее |
разрушения |
/=1 |
|
|
||||
|
хотя бы в одном из N сечений. Следовательно, |
|||||||
q = |
- |
Р |
( N |
- \ |
|
|
|
из выраже |
Р(4) = |
(J _д.\ и решение задачи дается одним (любым) |
|||||||
ний |
(1. 14) —(1. 16). |
|
|
|
|
|||
|
1.1.4. Условная вероятность, умножение |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
■ u v | ; u / i i i i u v i v n |
|
|
Пусть |
(R, |
В, Р) — вероятностное пространство |
и Л,е= В |
||||
А2еВ , а Р (Д ,)>0. |
|
|
|
|
||||
Тогда выражение |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Р ( / 21Л)= |
р( М ^ 1 |
(1. 18 |
|
|
|
|
|
|
Р(Л,) |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
называется |
у с л о в н о й |
в е р о я т н о с т ь ю события А% вычис |
||||||
ляемой при условии, что событие А\ наступило. Факт |
иаступле- |
10
ния события А\ при рассмотрении левой части (1.18) считается достоверным, что подчеркивается введением специального обо значения: Ao\Ai.
Из введенного определения и соотношений (1.1), (1.18) сле дует, что при A = A i (]A2
Р (А) —Р (А, П А2)= Р (Ах) Р (Аа| А,); |
(1.19) |
|
Р (А,)Р (А2|А1)= Р(А2)Р (Ах|А2), |
(1. 20) |
|
откуда |
|
|
Р (А21AJ = —Р(у1р |
/1з) . |
(1. 21) |
Условные вероятности обладают всеми свойствами, прису щими безусловным вероятностям [23]. Так, при V (А, В) cz В справедливы соотношения
0 ^ Р ( А |5 ) ^ 1 , |
(1.22) |
если Af) 5 = 0 , тоР ( А| Б ) =0 . |
(1-23) |
Если событие В обязательно приводит к осуществлению со бытия А (символически: BczA), то Р (А |Б )= 1 . Кроме того, если
А = U А,-, то /=i
p ( £ / ' |5) = 2 P ( ^ | 5 ) - |
2 |
2 |
р ((а ^ ) п (а ^ ) ) + . . . |
||
|
1-1 |
/=1 ;=i+l |
|
||
|
- + ( - ! ) " - ! Р ( Пг |
|
|
1 - р ( П1‘А ,|я) . |
(1. 24) |
Соотношение (1.19) легко распространить на случай рассмот |
|||||
рения нескольких множеств (событий) |
А*еВ, где /= 1, N, и тогда |
||||
при А = |
N |
|
|
|
|
П А,- |
|
|
|
|
|
|
i-i |
|
|
|
|
Р(П А1.)= Р ( А 1)Р(А 2|А1)Р(А 3|А1ПА2)...Р (А ^Г п 1А(.). |
(1.25) |
||||
\*=i |
/ |
|
|
г=1 |
|
Здесь P(A3|A iflA 2) — вероятность события А3, вычисленная при условии, что произошло (достоверно) событие A if|A2. Ана логичный смысл имеют вероятности
Р (А4| Ахп А2 П Аз),..., Р (а / п А,.).
1=1
События АI, А2, ... , An называются н е з а в и с и м ы м и, если
/ N |
л , ) = п р (д т |
(1.26) |
р (Д, |
||
|
' /=1 |
|
11
Из выражений (1.14) и (1.21) следует ряд важных частных результатов:
а) из условия Р(В|/1) =Р( В| Л) следует независимость А и В; б) справедливо соотношение
|
|
N |
|
|
А, |
= |
лиV Р ( Д . ) - 2 Р ( Л ,( М У)- |
|
|
|
|
1 =1 |
K J |
|
+ 2 Р ( л ; и |
^ |
и л |
) - - + ( - 1 Г - 1р ( и л ) . |
(1.27) |
1<]<ь |
|
|
7-1 |
|
которое особенно удобно использовать в задачах, где проще определить вероятности объединения событий, чем вероятности
их пересечений; |
|
||
в) |
если Л|С=Л2, A xczA3, ..., A xa A N, то |
|
|
|
р ( г М , ) = рт . |
(1-28) |
|
где Р |
= ш 1пР ( Л/)= Р(Л 1)т1п— минимальное из значений |
Р(Л,); |
|
|
1</<лг |
|
|
г) |
справедлива формула |
|
|
|
Р ( Л ) = 2 Р ( Я ,) Р ( Л |//,) , |
(1.29) |
|
N |
/ - 1 |
|
|
Р (Я г)—1, а Я г — некоторые попарно непересекающие- |
|||
если 2 |
|||
/-1 |
|
||
|
N |
|
ся события (гипотезы): U H t= R\ Н, П Н }= 0 ; V*; y'€[l,./V], г=)=у.
Последнее из соотношений представляется также в виде
|
|
N i |
Л 'a |
N m |
I m |
1 |
m |
|
|
Р ( Л ) = 2 |
2 - - - |
2 |
П Р № , ) |
Р И П ^ ) . |
(1-30) |
||
|
|
* |
1 - |
1 |
=1 |
> |
l ~ l |
|
|
N t |
Л^а |
|
|
N m |
|
|
|
если 2 P ( 7 7 /J = |
2 |
Р (я *а)= ---=: 2 р ( ^ т ) = !. |
|
|||||
а Н i |
*1-1 |
'«-1 |
попарно |
|
lm-' |
|
события |
(гипо- |
— некоторые |
непересекающиеся |
|||||||
тезы) |
_____ |
Условная |
|
|
т |
вычис |
||
при 1=1, |
т. |
вероятность Р(Л| П /7;,) |
ляется для всех векторов im= (г), k .......im), компоненты которых
принимают целочисленные значения ii=U Ni\ 1=1, in.
В справедливости соотношения (1.30) легко убедиться, обо значив в выражении (1.29) событие A\Hi через Л и вводя новые гипотезы //,• .
12
Пусть |
в |
выражении (1.29) |
гипотезы |
Я* совместны: |
||
дг ф j H , |
Г) Н] ф 0 . |
Тогда Л==Л |
П (U ^ /) = Д Л ) , |
|||
где A'i — А [ \ Н h и из соотношения (1.14) находим |
||||||
|
|
р ( Л ) = 2 р (я /)р И |
/ / /)+Д- |
(1-31) |
||
|
|
|
;=1 |
|
|
|
Здесь д = - 2 Р ( Я , . П Я ;.)Р (Л |Я ,.П Я у) + |
|
|||||
|
|
i<j |
|
|
|
|
+ |
2 |
р ( ^ П Я ;. ПЯл) Р( Л|// гПЯ ; П ^ ) + . . . + |
||||
|
I<]<ь |
|
|
|
|
|
|
|
+ ( - 1 ) лг1Р(П |
^ ,-)Р (л |n H t). |
|
||
|
|
|
1=1 |
|
1=1 |
|
Величина А = 0, если гипотезы Hi несовместны. В некоторых слу
чаях оказывается, что число гипотез в выражении |
(1.29) |
беско |
||||||
нечно и тогда вместо соотношений |
(1.29) |
и (1.30) |
получаем |
|||||
|
Р(Л) = |
ь |
|
|
|
(1.32) |
||
|
j <?{t)V{A\t)dt |
|
||||||
|
L |
^ |
|
I |
I |
|
|
|
Р(Л)==П " |
- 1 |
П ъ{*1) р ИЮ П dtu |
(1.33) |
|||||
|
а I at |
ат U - 1 |
J |
1= 1 |
|
|
||
где cp( t ) — некоторая |
неотрицательная |
непрерывная функция, |
||||||
удовлетворяющая условиям |
|
|
|
|||||
b |
*i *2 |
|
|
т |
|
т Ь1 |
|
|
j if{t)dt = 1; |
j j . .. |
f |
П <Р11*|)Л 1= |
П j 4i{h)dti = |
^ |
|||
a |
a, aa |
|
am 1= 1 |
|
1=1 aj |
|
|
|
|
|
|
^ = |
(^D |
|
|
|
|
P (Л11) И Р(Л|/) |
— вероятность события Л при фиксированном |
|||||||
|
t |
и фиксированном наборе £= (t\, |
• ■-i |
<$(t)dt — вероятность элементарной гипотезы.
В соответствии с упомянутыми условиями выбираются и пре делы интегрирования в выражениях (1.32) и (1.33).
Рассмотрим, наконец, еще одно важное следствие соотноше ний (1.20) и (1.29).
13