Файл: Богданов, В. Н. Теория вероятностей (учебное пособие).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 20.10.2024

Просмотров: 58

Скачиваний: 0

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

Введем

следующее

условие:

если5г-*с*э , т о р ~ * 0 , причем

1 е

где Я

- постоянное

число.

Тогда

при а —*о© имеем:

------• «>■$

м.-

 

 

П,->Чсо

 

 

 

 

 

Следовательно,

Um

( £

, .

 

 

 

 

 

 

 

/»-m J

m

i>7)

.jL

 

 

При всем этом имеем:

z —

& .

 

 

 

 

 

УЪ-*0O “’

ml

 

 

 

Если

- число

конечное,

но

большое, р - число

конечное,

но ма­

лое, получаем:

 

 

to

 

 

 

 

 

 

 

>г»

 

ml

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Равенство

(3 ,6 .1 )

есть

формула Пуассона,

 

 

 

В частном

случае,

при

т -

0,

имеем:

 

 

 

 

противоположного

,

 

т .е . У л>

~

s

'

tfo -

события,

 

 

(3 ,6 ,1 )

. Отсюда вероятность

**

З А Д А Ч И К Г Л А В Е Ш

Формулы Лапласа и Пуассона (к 55 5 и 6 }

I. 3 институте 730 студентов» Найти вероятность того, что на 1-е

января выпадет день рождения трех студентов (считается, что ве­ роятность дня рождения любого студента в любой день года равна

h

>

. ■

Производятся 730

опытов

-

опросов студентов

 

Р е ш е н и е »

о дне

их рождения.

Б результате опыта

возможно

событие *А -

GTy-

дент

назвал I -е января. Вероятность этого события

 

\

равна jp-'jjj* •

Требуется найти вероятность того, что

событие

А

в

этих опытах

произойдет

3

раза»

3 данной

задаче величина

р

 

небольшая,

поэто­

му для вычисления искомой вероятности

используем

формулу Пуаосоназ

о

*

\

^ Ч

У-: Ь [

О }Ь .

 

 

 

 

 

 

У

т ~

 

 

 

 

 

 

.. 4,


134.

 

 

2 . Радиоаппаратура еоотоит из 1000 элементов. Вероятность

отказа каждого

элемента

за

год

работы

 

равна

0,001*

Найти

вероят-

 

 

 

 

 

«

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ность

отказа двух

элементов

за

год*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е .

Рабата

элемента

в

течение

года

есть

опыт.

Всего 1000 элементов, т .е . Я*

® 1000

о п ы т о в В

результате

 

опыта

возможно

событие

Л

-

элемент

отказал

за год

работы,

его

 

вероят­

ность

р

« 0 ,001.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Требуется найти вероятность того* что

 

событие

Л

в

этих опытах

произойдет 2 раза ( т

*

2 ) .

Поскольку

величина

р

мала,

 

исполь­

зуем

формулу Пуаосона:

 

 

 

\^*

“ ICC 6

С

 

1

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- frftop-oteQ>)

л

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

iftco ~

 

5.^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вероятность изготовления нестандартного продукта в некото­

ром

производстве

равна 0 ,0 0 4 ,

Найти вероятность того, что при изго

товлении

1000 единиц

окажется

пять

нестандартных.

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е .

Опыт

изготовление

единицы

продукта.

Всего

\% *=

1000

опытов.

В результате

опыта возможно

событие

Л

-

едини­

ца продукта оказалась нестандартной, его вероятность

р «

 

0,004,

Поскольку это весьма малая величина, вероятность

того,

что

будет

VY)

»

5 нестандартных

единиц

 

из

1000

найдем

по

формуле

Пуассона:

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

- . « о

о.роч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

itat

 

 

 

 

 

V

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Вероятность

выигрыша на лотерейный

билет равна 0,0002*

Найти вероятность выигрыша на 50 билетов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е .

Опыт -

проверка лотерейного

билета. Всего 50

опытов. В результате

опыта возможно

событие

ел

-

выпал выигрыш,

его

вероятность

р

* 0 ,0002.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Требуется

найти

вероятность

 

то го , что

событие J \

во

всех

опытах

произойдет хотя бы один раз. Поскольку

величина

р

очень

 

мала,

используем формулу Пуассона.

Подучим;

 

 

 

 

 

 

 

 

 


13 5

 

 

 

 

 

I <

\SC

 

 

 

.о*ос*ь

 

 

 

 

 

 

 

V

- . \ - У л - > - b

• OjOi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

 

 

Сколько

изюшш должно приходиться

в

среднем на одну булоч­

ку 0 чтобы

вероятность

иметь хотя

бы одну

изюмину

в булочке была

не

менее

0,99?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е .

Пусть

выпекается у /

булочек.

Рассмотрим одну

из

них.

Всего

взято

к

изюмин*

Каждая изюмина в эту булочку может

попасть

или

не

попасть.

Вероятность попадания равна р -^ 7

Вероятность

того,

что

в

булочку

попадет хотя бы одна изюмина^есть

у

'

4 ч- ) - 5 к

Поскольку Л

велико*

то

р

-

малая величина

 

*

 

 

14

Q С

можно использовать

.

 

 

 

и для определения

Jr*

 

формулу Пуассона. Так^

как, по условию задачи,

.

J уч

0 ,99,

 

 

у

получим? 0,99 *=!-£/

Отсюда

находим число

изш иис приходящихся

на

одну булочку;

\г£к'1«0 is 4,6).

Чтобы вероятность иметь Хотя бы одну изюмину в булочке была не ме­

нее

0 ,9

9 , должно быть

— УуН.б.

 

6.

 

 

1 *

 

 

На текстильной

фабрике длительными наблюдениями установде-

 

 

 

 

» .

но,

что

обрыв нити на прядильных машинах происходит в среднем Ч ра­

за в час. Найти вероятность того , что на обследуемой машине обрыв

нити произойдет на

протяжении часа не более трех раз.

Р е ш е н и е .

Событие

Jt

- обрыв нити за

элементарный проме­

жуток времени

. На один час приходится

 

таких промежут­

ков и 4 обрыва. Следовательно, частота события

Jt

9 приближенно

принимаемая за его

вероятность, равна

 

. Так какД*(: -

малая

величина,

то

р -

тоже

малая величина.

Вероятность того ,

что за X

час, т .е .

за

уь

промежутков А^Ь , событие

произойдет

 

/-\№

(ирУ' -HP

Поскольку

 

ч

m раз,равна; j*

-

,

1 .

 

, имеем;

Q щ - x L сГн

1,1

 

 

 

 

 

Согласно условию задачи, надо найти вероятность то го , что число


136

п* будет в пределах от О до 3, Получим; j а

ь

^

п

г пЪ"

* v

\

ik)

vv^J vt"

4

е'

^

 

%

всего числа изготовляемых заводом те­

Известно, что j

лефонных аппаратов является продукцией первого сорта. Гаити вероят­ ность того, что в изготовленной партии из 2GO аппаратов окажется наивероятнейшее число аппаратов первого сорта.

Р е ш е н и е*

Опыт - проверка качества аппарата. 1Всего

 

Я = 200 опытов. В результате

опыта

возможно событие чЛ -

аппарат

оказался первого сорта, его вероятность

 

.

Наквероятнзйшее

число

Й

аппаратов

первого

сорта

находится

из

неравенств:

 

 

 

 

1

 

 

• # ^

^

а

5

 

 

тящ

= 120.

 

 

Подставляя сюда известные данные, получим:

m

 

 

Искомая

вероятность

.определяется с помощью формулы Лапласа:

 

 

- l i o

I

 

 

1Лоо4--~ -

 

 

 

 

 

 

 

у

gtto

*

э

ь

 

 

S

f

-О О Ь 'Ь .

 

 

 

 

 

 

 

 

о

г>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

 

База обслуживает

100

организаций,

от каждой

из

которых

может поступить заявка

с вероятностью 0 ,3 .

Найти

вероятность

наи­

вероятнейшего числа заявок, а также вероятность того, что число

заявок

будет не более

30.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е„

 

Опыт - проверка наличия заявки от организа­

ции, число опытов ^

=

100.

В результате одного

опыта может прои­

зойти

либо

событие

ей - заявка поступила,

либо

событие

Л

- за­

явка

не

поступила.

Вероятности этих

событий;

р

*= 0 ,3 ; Су= 1 -0,3 ®

* 0 ,7 .

Наивероятнейшее

число

 

заявок

ги

определяется неравенства­

ми:

 

^

р .

Подставляя

сюда

имеющиеся

данные,

получим:

• Поскольку величина р значительно отличается от нуля и от едини-

О

 

вычисляем по формуле Лапласа (3 .5 .1 ) г

цн, вероятность у

100

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

(?>о~ <ор-о,Ъ)

 

 

 

 

 

 

 

 

(X)

^

 

I

 

 

* £,

S-ioc-c,^ <0Л

С: 0,0Ъ1г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

ice-"

\3^мсо-0,^-0,1г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вероятность того, что число заявок лежит в пределах от 0 до 30,

 

находки

по Осрмуле (3 .5 .2 )

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

.ОС

'V L

£ - < • !

ь с - ^0 , ьt \

р - и

c - i j A -Ь'Ъ

 

- о. ь

 

 

 

о

X

 

 

Ч^;и<^сЗгсЛ 1

 

P k 'l0 0 -b ,io p )]

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 . Определить вероятность того, что при 0000 бросаний играль­

ной кости частота выпадения пятерки

отклоняется

от

вероятности

 

не

более

чем

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SO

Опыт

-

бросание

игральной кости. Всего

vx =

8000

 

 

Р е ш е н и е .

опытов.

 

В результате

i

опыта возможно

событие Л

- выпала

пятерка,

его

 

вероятность

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,,

 

 

^

 

произошло

m

раз,

тс

его

частота

равна:

.

*

т

дели

событие

v/r

О - г — г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

*

 

 

S060

Согласно

условию

задачи,

должно быть:

6

<

О ^'нгт‘ 77 '

 

 

Отсюда

находим интервал

изменения \п :

 

1 4

«

id

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( t ' f e >

SO°

4 n' U

t

+

8'o')'W C0,

 

О

ил m ^

 

 

 

 

 

Искомой

вероятностью

является

величина

 

 

. где

 

 

 

J Sooo

 

 

 

 

Находим её с помощью формулы Лапласа:

 

 

 

 

 

 

 

 

S I

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

10. Вероятность попадания в цель при одном выстреле равна

0,63 .

Сколько

выстрелов

нужно

произвести, чтобы с вероятностью

0,9 получить

не менее 10

 

 

О '

 

 

попаданий.

 

 

 

 

Р е ш е н и е .

Обозначим

Yi - искомое число выстрелов ( оно

более

10).

Событие J \ - попадание,

его вероятность

р *

0 ,6 3 .

Вероятность

промаха

С1Д ]-р

«

0 ,3 7 .

Число попаданий

по

должно

быть

в пределах от

1C до

п>

с

вероятностью 0 ,9 , т . е . у

-0,9.