Файл: Богданов, В. Н. Теория вероятностей (учебное пособие).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2024
Просмотров: 55
Скачиваний: 0
138,
Определяя |
О 104^ Уг)< П/ |
по формуле (3 .5 .2 ), |
получим уравнение о |
неизвестным Yy : |
|
|
|
|
л |
4 \4 tv o 1(1v o ln ) |
Ч \ ^ . о , ь * - ° . н |
Уравнение |
легко решить |
следующим образом: |
|
,л / к ,- in-ОЛЬ
оь |
|
|
7 |
|
\ |
|
|
|
Отсюда |
|
И7Ю |
|
|
|
|
|
|
|
ууо,ьfr-io |
Л/ 0,8 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||
|
|
' \',—.Лкъ-о,ь^> |
/ |
|
|
|
||
|
|
|
0 , 8, если |
|
|
|
||
По таблицам находим, что |
|
= |
^ ~ |
0 ,9 . |
|
|||
Следовательно, |
Jv:°i |
10 . - •■ 'Х.О.З |
|
|
|
|||
|
|
\j й,К'$кЬЪ ^ |
|
|
|
|
|
|
Решая это |
уравнение и помня, |
что |
УПЮ , находим ft, |
~ 20,6 . |
||||
Поскольку |
число |
* |
есть |
целое число, |
необходимо |
принять |
||
выстрелов |
||||||||
П = 21. |
|
|
|
|
|
|
|
|
I I . |
Телефонная |
станция, |
обслуживающая |
2000 абонентов, долж |
соединить их с другой станцией. Каждый абонент, в среднем, разго варивает в течение часа, 2 минуты. ’Сколько надо провести линий'
между станциями, чтобы на'каждые |
1 |
0 |
0 |
более одной |
занятой линии. |
|
|
|
|
Р е ш’е н и е . Время вызова, |
сделанного...одним |
абонентом, есть |
случайная,дедичина, распределённая равномерно в течение часа. Рас смотрим произвольный интервал зрёменидлиной 2 минуты. Вероятность
того, |
что |
вызов произойдет в этом интервале,равна |
. |
Пусть |
|||
проведено |
К |
линий. На каждые 100 вызовов должно быть |
не |
более |
|||
одной |
занятой |
линии. Следовательно, |
вероятность того , |
что |
при вы- |
||
зове |
найдется |
|
|
- г |
|
будет |
|
свободная линия,равна 0 ,9 9 . Сйбодная линия |
|||||||
в том случае, если в течение 2 минут вызов сделают не более К, |
|||||||
абонентов. |
Таким образом, число К |
должно быть найдено из равен- |
|||||
ства |
J |
геоо |
* 0 ,99, в котором |
левая часть определяется по |
|||
формуле (3 .5 .2 ) |
: |
|
|
|
139
|
|
|
'L |
|
|
|
К - IOOO-Tg |
- |
f Q- ^OCQ- b0 |
|
'-0 ,5 3 |
||
IX i „.Г”" |
i |
ST\ |
||||
|
40)1и - ^ о с т Д ‘ -Гс)
Отсюда |
|
|
fc- 2.000- |
ta J \ - 0)3ft. |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
По |
|
|
|
^‘Jt-iOCO |
u v |
toJ |
0,98, если |
i |
= i,6 5 . |
|
|||||
таблицам находим, |
что |
va,(J= |
|
||||||||||||
Следовательно, |
|
У - loco ■Го |
|
|
K s W ,* . |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
'/i-lUiOO-^oO'Ta) |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Потребное число линий равно 86. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
12. |
|
Вероятность |
допущения дефекта при производстве механиз- |
||||||||||
•ма равна 0 ,4 . |
Случайным образом |
отбираются 500 |
механизмов. Уста |
||||||||||||
новить величину наибольшего отклонения частоты дефекта от его ве |
|||||||||||||||
роятности, которую можно гарантировать с |
вероятностью 0,997. |
||||||||||||||
|
|
Р е ш е н и е . |
Опыт - |
проверка качества механизма. Всего |
|||||||||||
^ = ‘500 |
опытов. |
В результате |
опыта возможно |
событие |
iA |
-меха |
|||||||||
низм оказался с дефектом, |
его |
вероятность |
р |
= 0 ,4 . |
Если |
событие |
|||||||||
sA |
произошло |
№ |
раз, |
то |
его частота (частота дефекта) равна: |
||||||||||
р ‘ - |
-jjj |
. Если |
Vfl |
= |
200, |
то |
р * - Тр. |
|
|
|
|
|
|||
Пусть |
гг) |
отклоняется |
от 200 |
на |
величину |
К |
. Обозначим: |
200 - К * |
|||||||
в |
Ckj |
, 200 + |
К |
« |
-fc . Найдем величину |
К |
из того условия, что |
||||||||
бы число |
По |
было в |
интервале |
|
|
9 вероятностью 0,997. |
|||||||||
Используя |
формулу Лапласа, |
будем |
иметь: |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
( |
|
|
|
|
|
ц { ( ~ |
|
|
- |
|
|
|
|
|
IV |
Vi-soc-o/Ui-AH) |
|
|
^ иоолЧ *'0'4) у |
|
|
|||||||
|
|
•» |
полученное равенство принимает вид: |
||||||||||||
Так как |
|
|
|
|
, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
л/ |
К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
4\j’2.-yoo-0;4 (1-0^4) |
|
|
|
|
|||
По таблицам находим, что |
|
* 0,997, если |
J |
« 2,10 . |
Следова |
||||||||||
тельно ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
140
I “"7
Отсюда К = 3 2 .
Отклонение частоты от вероятности, которое можно гарантировать с
вероятностью 0 ,5 9 7 ,равно -о,нi^о,ои.
сопряжено с ошибками, которые могут быть |
следующих трех видов. |
I . Систематическая ошибка. Она вызывается |
постоянным, одинаково |
действующим фактором. Например, неисправность измерительного прибо ра, вызывающая заниженные (или завышенные) показания при всех изме рениях,-ошибка исследователя, снимающего показание.
Оигстеыатинеские ошибки могут быть устранены путем выверки и настрой-
ни измерительного прибора, введением соответствующих поправок к ре зультатам измерения.
2. Грубая ошибка или промах. Она вызывается однократно действующим фактором. Например, толчок или положа измерительного прибора, непра вильно записанное показание. Грубая ошибка характерна своим отличи ем по величине от прочих.
Чтобы исключить влияние таких ошибок на результат обработки статис тических данных, их исключают' обычно из всей серии результатов опытов.
3. Случайная ошибка. Сна вызывается множеством неизвестных факто ров, каждый из которых примерно одинаково влияет на результат и в разных измерениях действует по-разному. Случайная ошибка есть слу-
чайная |
величина, распределенная |
симметрично относительно нуля, |
т .е . её |
математическое ожидание |
равно нулю и значения, равные по |
величине и противоположные по знаку, равновероятны. В дальнейшем
предполагается, |
что имеют место |
только случайные ошибки. |
а 2 Сценка |
математического |
ожидания |
При решении практических задач возникает необходимость находить приближенно математическое ожидание и дисперсию на основе статисти ческого материала.
Приближенные значения числовых характеристик, получаемые при обра ботке результатов опытов, называются оценками (подходящими значе
ниями) этих величин. |
|
Обозначения; Гг (X) - сценка математического ожидания, а ш |
- оцен |
ка дисперсии случайной величины X .
Чтобы оценка имела практическую ценность, она должна обладать сле
дующими свойствами: несмещенность, |
состоятельность, эффективность. |
/> |
(например, математического |
1. Оценка ьL некоторого параметра |
ожидания или дисперсии) называется несмещенной, если математичес-
кое |
ожидание |
сценки равно |
оцениваемому |
параметру E(<jC)~ck. |
2. |
Оценка <L |
параметра сЬ |
называется |
состоятельной, если она схо |
дится к оцениваемому параметру при неограниченном возрастании чис
ла |
опытов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a |
'N- |
. . |
, где |
t |
- ’любое |
сколь |
угодно ма- |
|
|
{/Cm jp( |cL-c6 |< t ) ^ |
I |
|||||||
|
к —*юо |
|
|
лое положительное |
число |
|
|||
3. |
Оценка <L |
параметра |
oL |
называется |
эффективной, |
если |
дисперсип |
||
этой оценки |
наименьшая |
из всех |
дисперсий |
других оценок параметра. |
|||||
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
Рассмотрим оценки математического ожидания и дисперсии. |
|
||||||||
Пусть изучается случа!ная величина X. |
|
(например, |
сопротивление |
||||||
стали на разрыв, зависящее |
от |
множества факторов) . |
Её математи- |
142
ческое ожидание Ь ъ |
(генеральное среднее), дисперсия |
(гене |
||||
ральная дисперсия), которые неизвестны. |
|
|
|
|||
Производится серия |
измерений случайной зеличины |
X в |
количестве |
|||
Iг . Требуется найти оценки для £ % к |
|
|
|
|
||
Результат каждого |
•LC |
случайная |
величина |
|||
о |
»тзмерения есть |
|||||
(после того, как |
измерение выполнено, |
получен |
её |
вариант Й <1) . |
Все измерения делаются независимо и в одинаковых условиях. Поэто
му все случайные |
величины |
Х ё |
независимы, имеют один и |
тот |
же |
||||||
закон распределения, что и случайная величина X |
> одну |
и ту |
же |
||||||||
дисперсию (D-jt, |
одно и то же математическое ожидание |
С х |
. являющие |
||||||||
ся |
математическим |
ожиданием и дисперсией измеряемой |
величины X . |
||||||||
Согласно теореме |
Чебышева, |
если |
|
, то среднее измеренное-устой |
|||||||
чиьо и как |
угодно |
близко к Е х . |
Практически Уь - число конечное и |
||||||||
часто весьма небольшое. Поэтому среднее измеренное (или среднее |
|||||||||||
выборочное) |
Tj- |
|
но |
отличается |
от Ь ъ , |
является |
случай |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гой |
величиной. |
После того, |
как |
серия |
измерений |
выполнена, получен |
|||||
ее |
вариант |
I _ |
|
ОС2,Чг ♦* * -г бС л |
|
|
|
|
|
|
|
4 - |
—1-------—— -— а • |
|
|
|
|
|
|
В качестве оценки математического ожидания случайной величины X
берут среднее измеренное У . Эта оценка является состоятельной по теореме Чебышева. Она является несмещенной, так как действительно:
Можно доказать, что если X имеет нормальное распределение, то эта оценка математического ожидания э*^ектизна (для других зако нов распределения это может быть и не так).
Отсюда fc с %^ оценка математического ожидания равна сред нему измеренному.