Файл: Волков Е.Б. Основы теории надежности ракетных двигателей.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 207

Скачиваний: 0

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

Здесь if — случайная величина, равная числу предметов /-н кате­ гории в выборке п.

На основе метода производящих функций можно показать,

что справедливо тождество

 

V .. ..

м

 

V м

 

М

 

jLd

 

 

\)! i=1

j

у

T J

 

 

 

 

Используя его, находим

где D = ' £ d i. i- 1

Г. Многомерное отрицательное гипергеометрическое распределение

Пусть теперь ti — число предметов, извлекаемых по одному из совокупности N до тех пор, пока не будет извлечено dj пред­

метов /-й категории (/=1, М)

(число предметов нулевой катего-

м

 

рии m0 — N 2 ^ dj). Тогда

распределение tM дается выраже-

/=i

 

нием [38]

 

P(^/ = v/,

v i = l , M ) =

м

где V,- > d;k = V (vt. di). i=i

Выражение дает возможность вычислить вероятность того, что для извлечения d{ предметов первой категории, d2— второй и т. д. потребуется лщ гг, • •. извлечений. Это эквивалентно собы­

тию, состоящему в извлечении k предметов

нулевой категории.

Поэтому P(t=k) =P(^=V t,Y i'=l, М), где

t — случайная вели­

чина, представляющая собой число извлечений до появления

k предметов нулевой категории. Функция распределения tM имеет вид

37


A-,., v / = l , T I ) = V P ( / = ^ ) -

A’ =0

•r/Vf

= 2 ••

i L=dL

, .U“ d .U

Л1

 

Xi-Cti).

 

1.1.12. Полиномиальное распределение

Пусть проводятся п испытаний по схеме Бернулли, т. е. в каж­ дом из п независимых испытаний возможен один из двух исхо­

дов: успех (событие Ао)

пли отказ

(событие

Л0); вероятность

Р = Р(Л0) = 1—q, где ^= Р(Ло)

в каждом испытании одинаково.

 

 

_

ft

т. е. отказ подраз-

Но дополнительно к этому событие Л0=11Лг,

деляется на k видов отказа (событие

j - i

___

причем

Ai при

г = 1, /г),

Л,- — несовместны.

 

 

 

 

 

к

 

 

 

 

 

Тогда Р -4-g= P-j- V

q; = 1.

Рассмотрим

случайный

вектор

/~i

 

 

 

 

 

th=(t), tk), где ti — возможное число отказов г-го вида

в п испытаниях. Компоненты вектора th линейно зависимы, так как t\-r ... +th + to = n, где to — возможное число успехов в п испытаниях. Тогда согласно работе [23]

____

к

f ft

'

Р<Уо=''о'=Р(Л=Т;, ¥ / = 1 , / Н = « !

П <?/Pv

П v/!

 

/~1

0

,

ft

где v0 -

/=1

Функция распределения tk имеет вид

F (**) = jU

•••

2

Я! П '7;,'PV°

/ ( п V/!l >

v=.\r0

VA=0

v^= 0

/ = 1

41=0

где x.'о =

i=1

Отсюда видно, что справедливо следующее интересное тож­ дество:

38


2

... 2

п 1?р-/ пV,

 

VL к

V.

/ = 1

/ 1=0

 

2

v/ < D = « _ x 0

 

 

 

1=

1

 

 

 

=

2 f ” j Pv(l — P)"~v=Bi (/?., Р, /}).

(1.123)

 

v-Л’о

 

 

 

При вычислении функции полиномиального распределения часто оказывается удобным известное соотношение

k

k

 

F (■**) < П р

< х () = 11

Bi (л, Р„ jef).

/=1

/=1

 

1. 1.13. Отрицательное полиномиальное распределение

Пусть теперь tQ— случайная величина, равная числу испыта­ ний до получения т0 успехов, a ti — число появляющихся при этом отказов — событий А {. Тогда отрицательным полиномиаль­ ным распределением называется выражение [38]

P(*/ = v„ v i= T 7 k )= P (t0 = m0)= Г(-л^ рт

Y l

я \

 

 

^ ( т 0)П v;!

/=1

 

ft

 

ft

/= 1

 

 

 

 

 

 

где п# = т0+ У ] V,-;

Р = 1 — V q.\ Г(/г.^.)— гамма-функция. Это

i=i

 

i=i

того,

что

успешное

выражение позволяет найти вероятность

 

 

 

 

k

\

испытание будет иметь место в /?г0-й раз при

[ т0-j- ^

•ом

испытании.

 

 

 

i=i

 

 

 

 

 

 

Соответствующая функция распределения имеет вид

 

F (-*ft)=Р {t, < х„

v i = 1, k ) = Р (/„< х 0)=

 

-»Ч

ЛА

____

 

 

=2 p ^/ = v/. v i = l , k ) ,

»1”0

к

где х 0т0-|- ^ х г •

1.1.14. Некоторые сведения из теории случайных функций

Пусть (Я, В, Р) — вероятностное пространство. Случайной функцией td ) называется конечная вещественная функция, кото-

39



рая при

(где й — множество значении

параметра |)

яв­

ляется функцией

выборочной точки e ^ R .

Таким образом,

по

определению при

данном значении параметра £=|,- случайная

функция =

е) есть просто случайная величина с функцией

распределения F (х>). Совокупность tN—(/,, ..., tN) величин tt

имеет совместную функцию распределения Т(хдг). Совокупно­

сти случайных векторов Cv соответствуют семейству конечномер-

*—►

ных распределений F(xN) для разных N и всех возможных зна­

чений £ е й . Каждой точке e ^ R

или каждому исходу испытания

соответствует

функция

t( g,

ej)=tj(Q,

называемая

р е а л и з а ­

цией

или в ы б о р о ч н о й

ф у н к ц и е й

[46]. В

случае,

если

параметр £ имеет

смысл времени,

случайная функция 1(1,

с) =

= / (£)

называется

с л у ч а й н ы м

п р о ц е с с о м .

В случае,

когда |

— вектор,

t (t,)

называется

с л у ч а й н ым

п о л е м.

Со­

вокупность случайных

функций

/,■(£)

при

г = 1,

N

называется

в е к т о р н о й с л у ч а й н о й ф у н к ц и е и.

с т р о г о

с т а ц и о ­

Случайная

функция

/(g)

называется

нарной , если совместные распределения случайных величин

одинаковы V h > 0

и

V s,eQ .

Случайная функция называется

с т а ц и о н а р н о й

в

широком

смысле,

если

существуют кова­

риации о,ч величин t(%i) и /(Hi)

и если

они

зависят только от

h = Н,'—|j. Для стационарной функции /(g)V geQ

величины

М [Д£,-)]= р.= const,

М ![/(;,•) — ,и-]'-) = з 2= const,

з,7/з'-=о(Л)

и называются соответственно средним значением, дисперсией и нормированной корреляционной функцией.

В работе [34] показано, что при выполнении некоторых усло­ вий регулярности случайная функция /(Н), где — непре­ рывный аргумент, может быть аппроксимирована случайным

вектором /jv= ( / i, /2, ■• ■, Cv)> где /; = /(£,-) при /= 1, N — дискрет­ ные значения |. При этом свойства /.v<=/?<'V), описываемые функ­

цией распределения F(xN), те же, что и у случайной функции. Этот существенный для последующего изложения результат условно представим в виде

; е Е 2 А 4 = ( / 1, ...Д л О е ^ Л-),

(1.124)

где С — правило выбора дискретных точек gp, 0 = /(|i) •

В некоторых

случаях правило С, входящее

в преобразова­

ние (1.124), может быть сформулировано на основе анализа со­ ставляющей дисперсии случайной функции t, обусловленной точностью прибора, с помощью которого фиксируются реализа­ ции [36].

40