Файл: Богданов, В. Н. Теория вероятностей (учебное пособие).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2024
Просмотров: 74
Скачиваний: 0
90
|
вероятность |
того, что время свободного |
пробега меньше |
|||||
X . Тогда искомая вероятность |
|
|
|
|
|
|||
Для решения задачи необходимо найти |
|
|
|
|
|
|||
Способ |
нахождения |
аналогичен использованному |
в |
предыдущей за- |
||||
заче. |
Событие 'Л - |
молекула получила |
столкновение |
за время |
X . |
|||
р(Л)-(ЧОс) |
• Событие Ъ - молекула |
не |
получила |
столкновений |
за |
|||
время |
X , |
но имела |
столкновение за |
время &Х . |
Используя правило |
умножения вероятностей и условие задачи,получим :р (1Ь)-||'Г*(.х)]кдое,
Далее |
имеем: |
|
- к * - » * * ) - \ ч £ ) |
* |чво |
|
|||
(вероятность столкновения за время |
|
|
|
|
||||
Рw |
+ А г-(х) - р(X1)fb-r-(X)] V- АХ |
|
|
|
|
|||
Отсюна, при й х —» 0 получим: |
UilEJJSJ— - |
у-п1л, |
|
|
||||
|
|
|
|
'- К х ) |
|
|
|
|
Интегрируем уравнение, находим |
|
|
|
|
||||
Время всегда положительно, т .е . О |
|
Из условия F W -0 |
||||||
находим С « |
0. |
|
-nx. |
~пх |
|
|
||
Искомая вероятность: |
|
|
|
|||||
|р( J w 'X ) - М + £/ |
- |
& . |
|
|||||
10. |
На телеграфной |
линии <АЪ длиной |
Ь произошел разры |
|||||
ти вероятность того, |
что точка разрыва |
удалена |
от J} |
на расстоя |
||||
ние не |
менее |
&> . |
|
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е . |
Случайная величина |
X |
- расстояние |
от точки |
до точки разрыва. Поскольку разрыв равновозможен в любом месте,
случайная |
величина |
X |
имеет равномерную плотность распределения |
||||
чнаервале |
от |
0 |
до |
Ь |
: |
|
|
|
|
О |
при |
Х <0 |
|
||
ч м- t |
при |
|
|
|
|||
|
|
.0 |
при |
|
л . |
f |
|
Постоянную |
С |
найдем |
|||||
из условия |
. Получаем |
91
Искомая вероятность |
есть |
вероятность |
того, что величина X |
окажет |
|
ся в интервале от |
Cl |
до t |
. Используя |
Формулу вероятности |
попадания |
случайной величины |
в |
заданный интервал, имеем; |
|
|
< 7v < £) - |
|<{ [Тс')oix Г j-ij clX г. |
|
|||||
I I . |
|
|
|
0, |
|
|
ci- |
|
На плоскости проведены параллельные линии, расстояния меж |
||||||||
ду которыми попеременно равны.1,5 см и В см. Наудачу бросается круг |
||||||||
диаметра 2,5 см. Найти вероятность того, что круг не будет пересе |
||||||||
кать ни одной прямой, |
|
|
|
|
|
|||
Р е ш е н и е . |
Вся плоскость |
является разбитой на одинаковые |
||||||
|
|
|
|
полосы, |
шириной 8 + 1,5 « 9,5 см. Достовер |
|||
|
|
|
|
но, что в одной из них окажется центр бро- |
||||
|
|
|
|
шенного круга. Поэтому можем рассмотреть |
||||
|
|
|
|
произвольную полосу. Поместим ось X |
так, |
|||
|
|
|
|
как |
показано на рисунке. Тогда координата |
|||
|
|
|
|
центра |
кр;>га есть случайная величина |
X . |
||
|
|
|
|
Любое её значение ра*новероятьо в интерва |
||||
|
|
|
|
ле |
от |
0 |
до 9 ,5 см (равномерная плотность), |
|
Имеем; |
|
|
ГО при |
3*40 |
|
|||
|
|
|
|
при |
|
|
|
|
|
|
|
U |
при |
£ > 3, f |
|
||
Круг не пересекает параллельных прямых, воли его центр лежит в ин |
||||||||
тервале |
от (I,S’ + |
^ |
) до |
0 ,5“ - |
^ |
) . |
|
|
Поэтому |
искомая |
вероятность |
есть вероятность ‘для случайной величи |
|||||
ны X. |
оказаться |
в |
этом |
интервале: |
|
|||
|
|
|
|
|
ъл* |
|
|
{Х<Ъ,1 5 ) г J
„
12. |
В круге радиуса |
проводятся хорды параллельно заданно |
му направлению. ЕаЗэи вероятность того , что длина наудачу взятой |
||
хорды не более |
W, • |
|
92
Р е ш е н и е , Пусть хорды проводятся вертикально. Случайная
величине X. - абсцисса середины хорды. Она имеет равномерную плот
ность распределения в интервале от - |
||
до + Rj % |
■ |
|
|
|
|
|
Опри |
%{'§* |
н и |
t при |
V |
Опри Х7 R,
"U—\I \« JL.Y1•*1Р
Длина хорды 1Ъ -М |- ^
же является случайной величиной,
если i x i ^ S r, / то i h r . * .
Следовательно,, $скома^ вероятность
так-
равная
р { т |
^ |
) - \ > |
’% )•-1- 1э ( щ О ? я > -| " Г W |
- i - | ’ |
|
|||||
{ \1 г ь |
|
|
|
|
|
|
||||
|
13в Найти вероятность того* что попавшая впдилиндрическую |
ми |
||||||||
шень |
стрела |
рикошетирует. Рикошет |
возможен’ в том случаев |
когда |
угол |
|||||
между |
стрелой и нормалью к поверхности цилиндра больше |
Плос |
||||||||
кость |
движения стрелы нормальна оси |
цилиндра, |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
Р е |
ш е н и ' е . |
Абсцисса точки |
попадания - |
случайная |
величина |
|||||
о |
Оаа имеет в интервале от - |
^ |
до + e R, |
з где |
R. |
- радиус |
||||
|
|
|
|
цилиндра, равномерную плотность |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
О при X |
|
|
|
|
|
О при |
|
|
Если (h * |
45°, то М; к, |
Если |
|
Ь > ‘»5° |
• 70 1%\У ^ |
' |
|
Таким образом, искомая |
вероятность равна вероятности того, что слу |
||
чайная величина X по |
абсолютному* значению больше ^ |
Итак |
|
К W > я ) = 1 - K W < - | ) - |
а. |
|
< 1
93
Математическое ожидание и дисперсия случайной величины ( к §§ 3 и О
Хо |
Найти математическое ожидание |
и дисперсию дискретной случай- |
|||||||||
|
У |
X 0 заданной |
рядом распределения* |
|
|
|
|||||
ной величины |
1.... — |
|
|||||||||
Р--- J———г—--- ----- - 1 -- --- г— —-— |
|
|
|||||||||
} к„ |
1 |
1 9 |
4 |
|
7 |
8 |
|
ХО I |
1 5 |
2 1 |
|
|КМ| 0 , 0 5 |
J.6 , 0 5 |
Ор2 . |
- |
0 * 4 |
од- |
|
од |
. |
0 , 0 5 |
0 0 5 |
|
|
|
|
»—i... -,.i |
|
|
....... |
ГТП■IWtJltt1l*JIJ....i„,■«—.—it |
Р е ш е н и е »
Е{Х)-Ьа,в5ч30,0э +‘ЮД1'-}.о,ч+ й‘0,и>«-о||-П5.о,о51-ан>,в5' -1,4.
* |
< |
+ 0оi14)1'0,i + (IJ- >,H)2‘-e,e54-(a.i-?14)a'-0li>5.
|
2 а Непрерывная |
случайвая |
величина |
X |
ямее® пдотяоета |
раеаре- |
||||||||
|
• |
|
|
*|3с| |
* |
|
|
* |
I |
9 ш г& ш тичее&ое |
ожидание |
|||
деления s^(pt) s- t*& |
о Найти постоянную |
|||||||||||||
и дисперсию» |
|
|
|
|
|
|
|
|
+f> |
|
|
|||
.,«5 Р е ш е |
в |
и е . |
йеатояннув |
® находи |
из условия? } |
^Wijclfcs |
||||||||
'* . ( ь £ г 'йз£,з| |
, С Д т |
|
. « |
|
>«. |
|
, |
|
|
|
||||
■о |
■ |
|
|
|
Е(Х)л jx-<|i%)dx= |*•£,-<, |
-о |
|
|
|
|||||
- как |
интеграл |
|
|
■*Со |
|
*00 |
|
|
|
|
|
|||
от нечетной ^ункаия* |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
-5о» |
„ |
|
г |
" |
■* аО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
• оО |
|
|
> |
г |
“ 03 |
вероятностей |
|
* |
|
|
“V |
||
|
За Интегральная-функция |
случайной ведтошы |
Л |
|||||||||||
имеет видs |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГО при %ч-* |
” |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1Ч х ) |
|
с + к<*ль&и#ъ |
нри - ч х <+1 |
|
|
|
|
|||||
Определить |
|
|
ч | при Х7•* |
|
|
|
ожидание' |
я диспер |
||||||
Постоянные. о |
ш к |
0 математическое |
||||||||||||
сию. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е * |
Воилу непрерывности |
РЧ*) |
веточках |
Xz | |
я |
9а
X - I |
должно быть* |
|
|
о |
F(~|+o) |
и |
|
F(H0) |
в |
F(w o) |
в Отсюда по |
|||
лучим |
систему |
|
в |
|
|
|
|
ret |
. |
|
|
|
||
|
jQ ~ |
Urn ( с t кадмспъ) |
|
|
|
|
||||||||
|
[ j |
- |
|
4om (c -t & (хгчдйпх) |
|
ус ч i\ |
-- |
z \ |
|
|
||||
Решив которуюe найдем: |
С |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|||||
Находим плотность |
pa сиределения, вероятностей по |
формуле :V (x)-F ‘(x,). |
||||||||||||
Получим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( |
|
0 при Х<-1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
^ г ) |
= N |
|
|
при ' к а < '+‘ |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
[ |
|
0 При 3v)1'I |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Математическое ожидание с ( Х ) и дисперсию 3)(Х) |
находим по известным |
|||||||||||||
формулам: |
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
♦Я3 |
- i |
|
|
|
-v00 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Е Ш 1 ] « • • 4 ^ ) c l x i jo d x + j ^ |
= ^ |
. + |o Лос - о |
|
|
|
|
||||||||
— CD |
— o q |
|
Ч -I _____ -+1. |
I |
|
+О0 |
|
|
|
|
||||
§)(1) i |
J (х-Ех) ЧЫ^Х = j <И*.+j |
|
|
тi° dx ‘ i |
|
|
||||||||
- |
-ой |
|
|
|
- gq |
|
*l |
* |
|
» |
|
|
|
|
а. Считая, что вес тела с одинаковой вероятностью может быть |
||||||||||||||
равен любому целому числу граммов |
от I до 10^ Определить, при какой |
|||||||||||||
из указанных ниже схем разновесов |
среднее число гирь, потребных |
|||||||||||||
для взвешивания, будет наименьшим (гири |
можно ставить только |
на од |
||||||||||||
ну чашку весов)* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Схемы разновесов: |
I ) |
I , |
2 , |
2 , |
5, |
10 |
|
|
|
|
|
|
||
|
. |
2 ) |
I , |
2 , |
3, |
4, |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 ) |
I , I , 2 , 5, |
10 |
|
|
|
|
|
|
||||
Р е ш е н и е . |
|
Рассмотрим первую схему разновесов. |
Случайная |
|||||||||||
величина X - потребное |
для |
взвешивания |
число гирь. Каждому ее вариан |
|||||||||||
ту X L соответствует |
rvu |
весов |
тела. Всего |
возможных весов ^ |
в ю . |
|||||||||
Вероятность варианта |
|
X I |
равна |
|
го* |
* . |
|
|
|
|
||||
|
р(Ъ<,}- п, |
|
|
|
|