Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Непрерывные случайные величины




Непрерывной называется случайная величина, которая может принимать все значения из некоторого конечного или бесконечного промежутка.

Число возможных значений непрерывной случайной величины бесконечно.

. Расстояние, которое пролетит снаряд при выстреле из орудия – непрерывная случайная величина. Ее возможные значения принадлежат некоторому промежутку (а;b).

Способы описания непрерывной случайной величины

1) Функция распределения.

2) Плотность распределения.

Плотность распределения вероятностей (плотность вероятности) непрерывной случайной величины X- функция f(x)- первая производная от функции распределения F(X):

F(x)= (x).

Плотность распределения называют так же дифференциальной функцией или дифференциальным законом распределения.

График плотности распределения называется кривой распределения.

Нахождение функции распределения по известной плотности распределения.

Теорема. F(x)=

Свойство плотности распределения.

1) f(x) 0

2) P(x1 X <x2)=

3)

4_) P(x X <x + x) f(x) x, x-мало.

Числовые характеристики непрерывных случайных величин.

Если возможные значения непрерывной случайной величины X принадлежат [а;b], то:

Математическое ожидание M(X)= ;

Дисперсия D(X)= .

Теорема 1. D(X)=

Если возможные значения непрерывной случайной величины X принадлежит всей оси Оx,то

M(X)= .

D(X)= .

Теорема 2. D(X)= .

 

СКО непрерывной случайной величины δ(х)=

Теорема 3 Свойства математического ожидания и дисперсии дискретных случайных величин сохраняются и для непрерывных случайных велечин.

Пример Найти математическое ожидание и дисперсию случайной величины Х, заданной функцией распределения

0, x£0

F(x)= x, 0<x£1

1, x>1

 

Решение

0, x£0

f(x)=F`(x)= x, 0<x£1

1, x>1

 

¥ 0 ¥ 0 1 ¥ 1 1

M(X)=òxf(x)dx=òxf(x)dx+òxf(x)dx=ò(x*0)dx+ò(x*1)dx+ò(x-0)dx=0+òxdx+0=x2/2ô=1/2

-¥ -¥ 0 -¥ 0 1 0 0

 

¥ 1 1

D(x)=òx2f(x)dx-[M(x)]2=òx2dx-1/4=x3/3ô-1/4=1/3-1/4=1/12.

-¥ 0 0

 

 

Основные виды распределений непрерывных случайных величин.

1) Равномерное – распределение вероятностей, при котором на интервале, которому принадлежат все возможные значения случайной величины, плотность распределения

сохраняет постоянное значение

Пример Шкала измерительного прибора проградуирована в некоторых единицах.

Ошибку при округлении отсчета до ближайшего целого деления можно рассматривать как случайную величину Х, которая может принимать с постоянной плотностью вероятности любое значение между двумя соседними делениями. Т.е. Ч имеет равномерное распределение.

Плотность равномерного распределения на (a;b)

0, x£a

f(x)= 1/(b-a), a<x£b

0, x>b

 

M(X)=(a+b)/2; D(X)=(b-a)2/12; δ(X)=(b-a)/2

 

Часто в качестве интервала (a;b) берут интервал (0;1). Тогда

0, x£0

f(x)= 1, 0<x£1 M(X)=1/2; D(X)=1/12; δ(X)= =1/2 = /6

0, x>1

 

2) Нормальное - распределение вероятностей непрерывной случайной величины, которое описывается плотностью

 

f(x)= e-

M(X)=a; D(X)=δ2; δ(X)=

 

Нормальное распределение с параметрами a=0 и δ=1 называется нормированными.

Плотность нормированного нормального распределения:

Φ(x)= e (находится по таблице)

 

Функция распределения для нормального распределенной случайной величины Х:

x x

F(x)=òf(x)dx= òe dz

-¥ -¥

 

Функция распределения для нормированной нормально распределенной случайной величины Х:

x

F(x)= òe dz

 

Свойство функции F0(x): F0(x)+F0(-x)=1ÞF0(-x)=1-F0(x)

График плотности нормального распределения называется нормальной кривой (кривой Гаусса)

 

Свойства плотности нормального распределения.

1) D(f): xÎR

2) f(x)>0 "xÎR

3) lim f(x)=0 Þ ось 0х- горизонтальная ассимптота графика

x®±¥

4) fmax=f(a)=

5) График функции симметричен относительно прямой х=а

6) Точки перегиба графика: x=a±δ; f(a±δ)=

При а=0 и δ=1 нормальную кривую Φ(x)= e называют нормированной.

Влияние параметров нормального распределения на форму и расположение нормальной кривой.

Измерение параметра a (мат. ожидания) не изменяет формы нормальной кривой, а приводит лишь к её сдвигу вдоль оси Ох: вправо, если a возрастает, и влево, если a убывает.

 

 

 

C возрастанием максимальная ордината нормальной кривой убывает, а сама кривая становится более пологой, т.е. сжимается к оси Ох; при убывании нормальная кривая становится более «островершинной» и растягивается в положительном направлении оси Оу.

 

 

Вероятность попадания в заданный интервал нормальной случайной величины.

где - функция Лапласа (находится по таблице).

Пример.

Случайная величина Х распределена по нормальному закону. Математическое ожидание и СКО этой величины соответственно равны 30 и 10. Найти вероятность того, что Х примет значение, принадлежащее интервалу (10;50).

Решение.

a=30; =10.

 

 

Вычисление вероятности заданного отклонения.

(*)

 

Правило трех сигм.

Положим в формуле (*) Тогда

Если t=3, то и

Сущность правила трех сигм состоит в том, что если случайная величина разделена нормально, то величина ее отклонения от математического ожидания по модулю не превосходит утроенного СКО.

На практике правило трех сигм применяют так: если распределение случайной величины неизвестно, но условие, указанное в правиле трех сигм, выполняется, то есть основание предполагать, что изучаемая величина распределена нормально, в противном случае она не распределена нормально.

Медиана и мода случайной величины.

Медианой Ме(Х) непрерывной случайной величины Х называется такое её значение, для которого P(X<Me(X))=P(X>Me(X))= .

Геометрически вертикальная прямая x=Me(X) делит площадь фигуры под кривой разделения на две равные части. В точке x=Me(X) функция распределения равна , т.е. F(Me(X))= .

 

Модой М0(Х) случайной величины Х называется ее наиболее вероятное значение для которого вероятность Рi или плотность вероятности f(x) достигает максимума.

Различают унимодальные (имеющие одну моду), бимодальные (имеющие две моды) и полимодальные (имеющие несколько мод) распределения.

 

 

Неравенство Маркова.

Теорема. Д ля каждой неотрицательной величины Х, имеющей математическое ожидание М(Х) >0 справедливо соотношение:

, называемое неравенством Маркова.

Пример. Пусть Х- время опоздания студента на лекцию, причем известно что М(Х)=1(мин.) Оценить вероятность того, что студент опоздает не менее, чем на 5 мин.

Решение.

Неравенство Чебыщева.

Теорема. Для каждой случайной величины Х, имеющей дисперсию >0 справедливо неравенство Чебыщева.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-10-01; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1017 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Большинство людей упускают появившуюся возможность, потому что она бывает одета в комбинезон и с виду напоминает работу © Томас Эдисон
==> читать все изречения...

2531 - | 2190 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.188 с.