Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Формула Бернулли, Пуассона, Лапласа ⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 9
Схема повторных испытаний служит базовой моделью для решения большого числа практических задач и формально выглядит так: производится серия n независимых однотипных испытаний, в каждом из которых интересующее нас событие A может появиться с одной и той же вероятностью p. Требуется определить вероятность того, что в n испытаниях событие A появится ровно m раз. Задача решается с помощью формулы Бернулли: , где q = 1 - p - вероятность появления противоположного события Вероятность того, что событие А появится в n испытаниях не менее m раз, вычисляется по формуле или по формуле Вероятность появления события А хотя бы один раз в n испытаниях равна Совокупность событий, состоящих в появлении события А от 0 до n раз в n испытаниях, составляет полную группу событий. Для вычисления вероятностей Pn(m) можно использовать так называемую производящую функцию jn(x): Коэффициент при xm разложения этого бинома равен вероятности Pn(m). В том случае, когда вероятности появлений события A в каждом испытании неодинаковы и равны pi (i = 1, 2,..., n), производящая функция имеет вид jn(x) = ( q1+ p1 x ) ( q2+ p2 x )... ( qn+ pn x ). Число mo появлений события А, вероятность которого в данной серии n испытаний максимальна, называется наивероятнейшим числом наступлений события А и определяется из неравенств Если число испытаний n велико, а вероятность появления события А в каждом испытании очень мала (близка к нулю), то используют формулу Пуассона, согласно которой , где . Равенство тем точнее, чем больше число испытаний n. Формула используется и тогда, когда известна продолжительность испытаний t и среднее число наступлений события в единицу времени - l (интенсивность потока событий). В этом случае вероятность того, что за время t событие появится ровно m раз, вычисляется по формуле Если вероятность p появления события в одном испытании не столь близка к нулю или к единице, используют локальную теорему Муавра-Лапласа: При достаточно больших значениях npq где Для функции составлены таблицы ее значений при . На практике больший интерес представляет вопрос о вероятности того, что событие А появится в серии n испытаний от до раз. В этом случае используется интегральная теорема Муавра-Лапласа, согласно которой где а - так называемый интеграл вероятностей, или интегральная функция Лапласа, значения которой определяются из таблицы. Пример 1. Производится 5 независимых выстрелов по цели, вероятность попадания в которую при каждом выстреле равна 0, 2. Для разрушения цели достаточно трех попаданий. Найти вероятность того, что цель будет разрушена. Решение. Пусть - событие, состоящее в m попаданиях в цель, а событие В означает разрушение цели после пяти выстрелов. Очевидно, что . Так как события попарно несовместны, то по теореме сложения Вероятности найдем по формуле Бернулли: тогда согласно где Вычисляя, получим:
Пример 2. Случайное событие А может появиться в каждом испытании с вероятностью p. Сколько испытаний следует произвести, чтобы с вероятностью, не меньшей Р, событие А произошло хотя бы один раз?
Решение. Пусть n – наименьшее количество необходимых испытаний, при которых событие А произойдет хотя бы один раз. Согласно где и по условию или Логарифмируя, получим: а так как то Пример 3. При транспортировке изделие может быть повреждено с вероятностью 0, 002. Найти вероятность того, что в партии из 2000 изделий в пути окажутся поврежденными три изделия. Решение. Имеем: n = 2000; p = 0, 002; l = np = 4; m = 3. Вероятность появления события в одном испытании очень мала, поэтому используем формулу Пуассона. Находим, что P2000(3) = 0, 195367. Пример 4. Среднее число вызовов, поступающих на АТС за 1 мин, равно двум. Найти вероятность того, что за 4 мин. поступит: а) четыре вызова; б) менее четырех вызовов; в) не менее четырех вызовов. Решение. По условию интенсивность потока вызовов l = 2, значит, Находим по таблице 3: а) P4 (m = 4) = 0, 0573; б) P4 (m < 4) = 0, 0003 + +0, 0027 + 0, 0107 + 0, 0286 = 0, 0423; в) P4 (m ³ 4) = 1 - P4 (m < 4) = 1 - 0, 0423 = 0, 9577. Пример 5. Известно, что в партии из 2000 изделий в среднем 20% всех изделий являются второсортными. Найти вероятность того, что в результате проверки качества изделий в партии второсортными окажутся от 360 до 480 изделий. Решение. По условию n = 2000, p = 0, 2, q = 0, 8, m1 = 360, m2 = 480. где По таблице 2 находим: F(-2, 24) = - 0, 4874; F(4, 47) = 0, 5. Отсюда искомая вероятность равна = 0, 5 + 0, 4874 = 0, 9874. 8.1. Для группы юридических лиц вероятность своевременного погашения кредита равна 0, 8. Какова вероятность того, что из 10 случайно выбранных лиц по крайней мере 7 погасят кредит своевременно? 8.2. Процентная ставка потребительского кредита может измениться в течение месяца с вероятностью 0, 25. Какова вероятность того, что за год ставка изменится 3 раза? 8.3. В семье 5 детей. Какова вероятность того, что двое родились в понедельник? 8.4. Производится 5 выстрелов по цели, вероятность попадания в которую равна 0, 4. Для разрушения цели достаточно трех попаданий. Найти: а) наивероятнейшее число попаданий; б) вероятность того, что цель будет разрушена. 8.5. Игральную кость подбрасывают 10 раз. Какова вероятность того, что шестерка выпадет: а) 2 раза; б) не более 8 раз; в) хотя бы один раз? 8.6. Пусть вероятность того, что студент опоздает на лекцию, равна 0, 08. Найти наиболее вероятное число опоздавших из 96 студентов. 8.7. Вероятность приема радиосигнала при каждой передаче равна 0, 86. Какова вероятность того, что при пятикратной передаче сигнал будет принят: а) 4 раза; б) не менее 4 раз? 8.8. Считая, что в среднем 15% открывающихся малых предприятий становятся в течение года банкротами, найти вероятность того, что из 10 новых малых предприятий за это время банкротами станут: а) одно предприятие; б) более трех предприятий. 8.9. Вероятность успешной сдачи студентом каждого из пяти экзаменов равна 0, 7. Найти вероятность успешной сдачи: а) трех экзаменов; б) двух экзаменов; в) не менее двух экзаменов. 8.10. Всхожесть семян лимона составляет 80%. Какова вероятность того, что из 9 посеянных семян взойдут: а) семь; б) более семи; в) не более семи? 8.11. Вероятность допустить ошибку при наборе некоторого текста, состоящего из 1200 знаков, равна 0, 005. Какова вероятность того, что при наборе будет допущено: а) 6 ошибок; б) хотя бы одна ошибка? 8.12. Некачественные изделия составляют 2% всей продукции цеха. Какова вероятность того, что из 200 наудачу взятых изделий окажется: а) не более 5 некачественных изделий; б) два или три некачественных изделия? 8.13. Вероятность попадания в цель при каждом выстреле равна 0, 005. Какова вероятность попадания в цель не менее 3 раз, если число выстрелов равно 800? 8.14. Вероятность того, что любой абонент позвонит на коммутатор в течение часа, равна 0, 01. Телефонная станция обслуживает 300 абонентов. Какова вероятность того, что в течение часа позвонят 4 абонента? 8.15. Завод отправил на базу 12000 доброкачественных изделий. Число изделий поврежденных при транспортировке, составляет в среднем 0, 05%. Какова вероятность того, что на базу поступит: а) не более 3 поврежденных изделий; б) хотя бы 2 поврежденных? 8.16. Среднее число вызовов, поступающих на АТС в течение часа, равно 120. Какова вероятность того, что за 2 минуты на АТС: а) не поступит ни одного вызова; б) поступит менее двух вызовов; в) поступит ровно три вызова? 8.17. Аэропорт в течение часа принимает в среднем 4 самолета. Какова вероятность того, что в течение двух часов в аэропорт прибудут: а) ровно 6 самолетов; б) не более 6 самолетов? 8.18. Среднее число заказов такси за одну минуту равно трем. Какова вероятность того, что за две минуты поступит: а) 4 вызова; б) менее 4-х вызовов; в) не менее 4-х вызовов? 8.19. Среднее число машин, прибывающих в автопарк за 1 минуту, равно двум. Какова вероятность того, что за 5 минут прибудет не менее 2 машин? 8.20. Средняя плотность бактерий в 1м3 воздуха равна 100. Берется на пробу 2дм3 воздуха. Какова вероятность того, что в нем будет обнаружена хотя бы одна бактерия? 8.21. Найти вероятность того, что среди 80 выловленных из пруда рыб карпа окажется от 55 до 70 штук, если известно, что численность карпа в водоеме составляет 75%. 8.22. Всхожесть семян данного сорта растений составляет 70%. Какова вероятность того, что из 700 посаженных семян будет 500 проросших? 8.23. Вероятность попадания в цель из орудия при отдельном выстреле равна 0, 75. Какова вероятность того, что при 300 выстрелах число попаданий будет не менее 210, но не более 230 раз? 8.24. Вероятность рождения девочки равна 0, 485. Какова вероятность того, что из 600 родившихся детей девочек будет 300? 8.25. Контрольную работу по теории вероятностей успешно выполняют в среднем 70% студентов. Какова вероятность того, что из 200 студентов работу успешно выполняет: а) 150 студентов; б) не менее 100 студентов; в) не более 150 студентов? 8.26. Вероятность выхода из строя одного конденсатора равна 0, 2. Какова вероятность того, что из 100 конденсаторов выйдет из строя: а) ровно 20 конденсаторов; б) от 15 до 35 конденсаторов? 8.27. На склад поступает продукция трех фабрик. Прием изделия первой фабрики на складе составляют 30%, второй – 32% и третьей 38%. В продукции первой фабрики 60% изделия высшего сорта, второй – 25%, третьей -50%. Какова вероятность того, что среди 300 наудачу взятых со склада изделий число изделий высшего сорта заключено между 130 и 170? 8.28. Вероятность рождения мальчика равна 0, 515. Какова вероятность того, что из 1000 детей мальчиков будет не менее 500, но не более 550? 8.29. Найти вероятность поражения мишени 75 раз при 100 выстрелах, если вероятность поражения при одном выстреле равна 0, 8. 8.30. Какова вероятность того, что из 2450 ламп, освещающих улицу, к концу года будет гореть от 1500 до 1600 ламп. Считать, что каждая лампа будет гореть в течение года с вероятностью 0, 64. ОТВЕТЫ: 8.1. 0, 879. 8.2. 0, 258. 8.3. 0, 1285. 8.4. а) 2; б) 0, 317. 8.5. а) 0, 291; б) 1 – 51/610. 8.6. 7. 8.7. а) 0, 383; б) 0, 853. 8.8. а) 0, 35; б) 0, 05. 8.9. а) 0, 3087; б) 0, 1323; в) 0, 9692. 8.10. а) 0, 302; б) 0, 4362; в) 0, 5638. 8.11. а) 0, 162; б) 0, 998. 8.12. а) 0, 784; б) 0, 342. 8.13. 0, 762. 8.14. 0, 168. 8.15. а) 0, 151; б) 0, 9826. 8.16. а) 0, 0183; б) 0, 0916; в) 0, 1954. 8.17. а) 0, 1221; б) 0, 3134. 8.18. а) 0, 135; б) 0, 1525; в) 0, 8475. 8.19. 0, 999505. 8.20. 0, 1813. 8.21. 0, 8965. 8.22. 0, 023. 8.23. 0, 7258. 8.24. 0, 025. 8.25. а) 0, 019; б) 1; в) 0, 938. 8.26. а) 0, 0997; б) 0, 8944. 8.27. 0, 719. 8.28. 0, 8157. 8.29. 0, 456. 8.30. 0, 91.
Приложения Таблица 1. Значения функции
Таблица 2. Значения функции
Таблица 3. Значения функции Пуассона
Список литературы 1. Вентцель Е.С. Теория вероятностей – М.: Наука, 1964 – 576с. 2. Гмурман В.С. Теория вероятностей и математическая статистика. – М.: Высшая школа, 1972 – 345с. 3. Гнеденко Б.В. Курс теории вероятностей. – М.: Наука, 1971 – 400с. 4. Белько И.В., Свирид Г.П. Теория вероятностей и математическая статистика. – Мн.: Новое знание, 2004 – 251с. 5. Юсупов Р.А. Сборник задач по теории вероятностей и математической статистике. – Астрахань: Издательство «Хазар», 2002 – 180с. 6. Рябушко А.П. Индивидуальные задания по высшей математике. – Мн.: Высшая школа, 2006 – 336с. 7. Гусак А.А. Теория вероятностей. – Мн.: ТетраСистемс, 2002 – 288с. 8. Лунгу К.Н. Сборник задач по высшей математике. – М.: Айрис-пресс, 2007 – 576с.
Содержание
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-29; Просмотров: 2742; Нарушение авторского права страницы