Теория вероятности - контрольная работа

Контрольная работа

по дисциплине: Теория вероятностей

2009г.

Контрольная работа № 1

Вариант 1.

Задача № 1.

Условие:

Из 10 изделий, среди которых 4 бракованные, извлекают 3. Найти вероятность того, что среди них одно бракованное.

Решение:

Число N всех равновероятных исходов испытания равно числу способов, которыми можно из 10 деталей вынуть три, т.е. числу сочетаний из 10 элементов по 3:

По условию задачи из трех извлеченных изделий одно бракованное, а два годные. Таким образом m_A :

Найдем вероятность события, при котором из 3 извлеченных наугад деталей одна окажется бракованной:

Ответ: вероятность события, при котором из 3 извлеченных наугад деталей одна окажется бракованной равна 0,5

Задача № 2

Условие:

Известны вероятности независимых событий А, В и С:

Р (А) = 0,5; Р (В) = 0,4; Р (С) = 0,6.

Определить вероятность того, что а) произойдет по крайней мере одно из этих событий, б) произойдет не более 2 событий.

Решение:

а) Для того чтобы найти вероятность того, что произойдет хотя бы 1 событие, найдем вероятность того, что ни одно событие не произойдет (обозначим эту вероятность P ₀ ). Так как события независимы по условию, вероятность P ₀ равна произведению вероятностей того, что не произойдет каждое отдельное событие.

Таким образом, вероятность того, что не произойдет:

событие А: А₀ = 1 - 0,5 = 0,5

событие В: В₀ = 1 - 0,4 = 0,6

событие С: С₀ = 1 - 0,6 - 0,4

Воспользуемся правилом умножения вероятностей и получим вероятность того, что ни одно событие не произойдет:

P ₀ = А₀ *В₀ *С₀ =0,5*0,6*0,4 = 0,12

Ситуация, при которой не произойдет ни одно событие, и ситуация, при которой произойдет хотя бы одно событие, образуют полную систему событий. Сумма вероятностей этих событий равна единице. Поэтому искомая вероятность P удовлетворяет уравнению:

P + P ₀ = 1, откуда следует, что

P = 1 - P ₀ = 1 - 0,12 = 0,88.

б) Для того, чтобы найти вероятность того, что произойдет не более 2 событий, найдем вероятность того, что произойдут все три события, и обозначим как Р₁ :

Р₁ = А*В*С = 0,5*0,4,*0,6 = 0,12

Ситуация, при которой произойдут все 3 события, и ситуация, при которой произойдет не более 2 событий (от 0 до 2), составляют полную систему событий. Сумма вероятностей этих событий равна единице. Поэтому искомая вероятность P удовлетворяет уравнению:

P + Р₁ = 1, откуда следует, что

P = 1 - Р₁ = 1 - 0,12 = 0,88.

Ответ:

а) вероятность того, что произойдет по крайней мере одно событие, равна 0,88

б) вероятность того, что произойдет не более двух событий, равна 0,88

Задача № 3

Условие:

Вероятности попадания в цель: первого стрелка - 0,6; второго - 0,7; третьего - 0,8. Найти вероятность хотя бы одного попадания в цель при одновременном выстреле всех трех.

Решение:

Для того чтобы найти вероятность попадания в цель хотя бы 1 стрелка, найдем вероятность того, что ни один из стрелков не попадет в цель (обозначим эту вероятность через P ₀ ). Так как попадания различных стрелков в цель следует считать независимыми событиями, вероятность P ₀ равна произведению вероятностей того, что промажет каждый из стрелков.

Событие, состоящее в том, что некоторый стрелок попадет в цель, и событие, состоящее в том, что он промажет, составляют полную систему событий. Сумма вероятностей двух этих событии равна единице.

Таким образом, вероятность того, что

А) промажет 1 стрелок равна: 1 - 0,6 = 0,4

Б) промажет 2 стрелок равна: 1 - 0,7 = 0,3

В) промажет 3 стрелок равна: 1 - 0,8 = 0,2

Воспользуемся правилом умножения вероятностей и получим вероятность того, что промажут все трое стрелков:

P ₀ = 0,4*0,3*0,2 = 0,024

Событие, состоящее в том, что не попадет в цель ни один из стрелков, и событие, состоящее в том, что попадет хотя бы один, образуют полную систему событий. Сумма вероятностей этих событий равна единице. Поэтому искомая вероятность P удовлетворяет уравнению:

P + P ₀ = 1, откуда следует, что

P = 1 - P ₀ = 1 - 0,024 = 0,976

Ответ: вероятность попадания в цель хотя бы одного стрелка при одновременном выстреле всех трех равна 0,976 (или 97,6%)

Задача № 4

Условие:

Известно, что 80% продукции стандартно. Упрощенный контроль признает годной стандартную продукцию с вероятностью 0,9 и нестандартную с вероятностью 0,3. Найти вероятность того, что признанное годным изделие - стандартно.

Решение:

1) Найдем вероятность того, что стандартная продукция будет признана годной:

Р1 = 0,8*0,9 = 0,72 (72% продукции)

2) Найдем вероятность того, что нестандартная продукция будет признана годной:

Р2 = 0,2*0,3 = 0,06 (6% продукции)

3) Таким образом, упрощенный контроль признает годной Р1 + Р2 = 0,82 (82% продукции)

4) Найдем вероятность того, что признанное годным изделие - стандартно:

0,8*0,82 = 0,656

Ответ: вероятность того, что признанное годным изделие - стандартно, равна 0,656.

Задача № 5

Условие:

Имеется 4 радиолокатора. Вероятность обнаружить цель для первого - 0,86; для второго - 0,9; для третьего - 0,92; для четвертого - 0,95. Включен один из них. Какова вероятность обнаружить цель?

Решение:

Обозначим через А событие - цель обнаружена, а возможные события (гипотезы) обнаружения цели 1-м, 2-м, 3-м или 4-м локаторами - через, соответственно, В₁ , В₂ , В₃ и В₄ .

По условию задачи включен один из четырех локаторов, следовательно, вероятность обнаружения цели:

Р (В₁ ) = Р (В₂ ) = Р (В₃ ) = Р (В₄ ) = 1\4.

Соответствующие условные вероятности (по условию задачи) обнаружения цели равны:

Р (A|В₁ ) = 0,86; Р (A|В₂ ) = 0,9; Р (A|В₃ ) = 0,92; Р (A|В₄ ) = 0,95.

Таким образом, согласно формуле полной вероятности, искомая вероятность обнаружения цели равна:

Ответ: вероятность обнаружения цели равна 0,9075

Контрольная работа № 2

Вариант 1.

Задача № 1.

Условие:

Известна вероятность события А: р (А) = 0,3. Дискретная случайная величина x - число появлений А в трех опытах. Построить ряд распределения случайной величины x; найти ее математическое ожидание m _x и дисперсию D _x .

Решение:

1) Вычислим вероятности р (х _i ) по формуле Бернулли:

, где, р = 0,3; q = 1 - р = 0,7; n = 3; х = x.

Таким образом, получим ряд распределения случайной величины x:

Графически ряд распределения случайной величины x выглядит следующим образом:

2) Найдем математическое ожидание m _x :

Математическим ожиданием m _x дискретной случайной величины называется сумма парных произведений всех возможных значений случайной величины на соответствующие им вероятности, т.е.

3) Найдем дисперсию D _x :

Дисперсией D _x дискретной случайной величины называется математическое ожидание квадрата отклонения случайной величины от ее математического ожидания, т.е.:

Ответ:

Ряд распределения случайной величины x:

математическое ожидание m _x = 0,9;

дисперсия D _x = 0,63

Задача № 2

Условие:

Распределение дискретной случайной величины x содержит неизвестные значения х₁ и х₂ (х₁ < х₂ ):

Известны числовые характеристики случайной величины: М_x = 3,6; D_x = 0,24. Требуется определить значения х₁ и х₂ .

Решение:

Поскольку

, 0,4х₁ + 0,6х₂ = 3,6

Для того, чтобы найти х₁ и х₂ , необходимо решить систему уравнений:

Выразим из первого уравнения х₁ и подставим во второе:

Решаем второе уравнение:

Умножим всю строку на 5:

Умножим всю строку на 2:

Разделим на 3:

Учитывая условие х₁ < х₂ , получаем, что подходит только 1 вариант.

Ответ: х₁ = 3, х₂ = 4

Задача № 3

Условие

Плотность вероятности непрерывной случайной величины x задана следующим выражением:

если 0 < x <1,при других х

Найти постоянную С, функцию распределения F (x), математическое ожидание М_x и дисперсию D_x случайной величины x.

Решение:

Свойство плотности распределения:

,

Получаем, что С = 3.

,

Математическое ожидание:

Дисперсия:

Ответ: С = 3, М = ¾, D = 3/80

Задача № 4.

Условие:

Случайная величина x имеет нормальное распределение с математическим ожиданием a = 56 и среднеквадратичным отклонением s = 8. Найти интервал, симметричный относительно математического ожидания, вероятность попадания в который равна Р = 0,95

Решение:

Поскольку, по условию задачи, случайная величина x имеет нормальное распределение, а также известна вероятность Р = 0,95, то является возможным использование правила трех сигм, а именно данной его части:

Подставив имеющиеся по условию задачи данные, получим следующий интервал, симметричный относительно математического ожидания: .

Ответ: .

Задача № 5.

Условие:

Известно распределение системы двух дискретных величин (x, h).

Определить частные, условные (при x = 1, h = 0) распределения и числовые характеристики системы случайных величин m_x , D_x , m_h , D_h , K_{x, h} , r_{x, h} ; а также найти вероятность попадания двумерной случайной величины (x, h) в область

.

Решение:

Частное распределение для x получается суммированием вероятностей в столбцах:

Р (x = 1) = Р (x = 1, h = 0) + Р (x = 1, h = 1) + Р (x = 1, h = 2) = 0,16 + 0,08 + 0,06 = 0,3

Р (x = 2) = Р (x = 2, h = 0) + Р (x = 2, h = 1) + Р (x = 2, h = 2) = 0,12 + 0,10 + 0,04 = 0,26

Р (x = 3) = Р (x = 3, h = 0) + Р (x = 3, h = 1) + Р (x = 3, h = 2) = 0,14 + 0,09 + 0,03 = 0,26

Р (x = 4) = Р (x = 4, h = 0) + Р (x = 4, h = 1) + Р (x = 4, h = 2) = 0,08 + 0,08 + 0,02 = 0,18

Частное распределение для h получается суммированием вероятностей в строках:

Р (h = 0) = Р (h = 0, x = 1) + Р (h = 0, x = 2) + Р (h = 0, x = 3) + Р (h = 0, x = 4) = 0,16 + 0,12 + 0,14 + 0,08 = 0,5

Р (h = 1) = Р (h = 1, x = 1) + Р (h = 1, x = 2) + Р (h = 1, x = 3) + Р (h = 1, x = 4) = 0,08 + 0,10 + 0,09 + 0,08 = 0,35

Р (h = 2) = Р (h = 2, x = 1) + Р (h = 2, x = 2) + Р (h = 2, x = 3) + Р (h = 2, x = 4) = 0,06 + 0,04 + 0,03 + 0,02 = 0,15

Полученные данные можно представить в виде таблицы:

Вычислим математическое ожидание m_x :

Вычислим математическое ожидание m_h :

Вычислим дисперсию D_x :

Вычислим дисперсию D_h :

Условное распределение x/h=0:

Условное распределение h/x=1:

Вычислим ковариацию K_{x, h} :

Вычислим коэффициент корреляции r_{x, h} :

Вероятность попадания двумерной случайной величины (x, h) в область:

- эллипс.

К необходимому условию подходят только точки (1; 0) и (2;)

Ответ: m_x = 2,32, D_x = 1,1776, m_h = 0,80, D_h =1,06, K_{x, h} = - 0,056, r_{x, h} = - 0,0501.

Вероятность попадания двумерной случайной величины (x, h) в область:

= 0,028 (2,8%).