Контрольная работа по "Математике"

Контрольная работа по курсу Теория вероятностей

Вариант – 9

Задача 1 (текст 2): вероятность появления поломок на каждой из соединительных линий равна . Какова вероятность того, что хотя бы две линии исправны?

Решение:

В данном случае имеется  последовательность испытаний по схеме  Бернулли, т.к. испытания независимы, и вероятность успеха (соединительная линия будет исправна) р=1-0,25=0,75 одинакова во всех испытаниях. Тогда по формуле Бернулли при n=4, р=0,75, q=1-p=1-0,75=0,25 найдем вероятности того, что исправны две, три и четыре линии:

 

 

P₄(4) = pⁿ = 0.75⁴ = 0.3164

 

По условию задачи

=

Тогда найдем вероятность того, что исправных линий будет не меньше двух (хотя бы две), по формуле:

 

Задача 2 (текст 3): в одной урне белых шаров и черных шара, а в другой - белых и черных. Из первой урны случайным образом вынимают   шара и опускают во вторую урну. После этого из второй урны также случайно вынимают шара. Найти вероятность того, что все шары, вынутые из второй урны, белые.

Решение:

Введем следующие обозначения  для событий:

из первой урны переложили два белых шара

из первой урны переложили один белый шар и один черный

из первой урны переложили два  черных шара

Так как других вариантов  вытащить из первой урны два шара нет, эти события составляют полную группу событий, и они несовместны. Найдем вероятности этих событий по формуле гипергеометрической вероятности:

Введем событие А – после  перекладывания из второй урны вытащили 2 белых шара. Вероятность этого  события зависит от того, что во вторую урну переложили из первой. Найдем условные вероятности:

Теперь найдем вероятность события  А по формуле полной вероятности:

 

Задача 3 (текст 4): в типографии имеется печатных машин. Для каждой машины вероятность того, что она работает в данный момент, равна . Построить ряд распределения числа работающих машин, построить функцию распределения этой случайной величины, найти математическое ожидание, дисперсию, а также вероятность того, что число работающих машин будет не больше .

Решение:

В этой задаче x – дискретная случайная величина, принимающая  значения 0,1,2,3,4,5. Чтобы построить ряд распределения х, требуется найти вероятности, с которыми она принимает эти значения. В данном случае имеется последовательность испытаний по схеме Бернулли, т.к. испытания независимы, и вероятность успеха р=0,2 одинакова во всех испытаниях (успех – печатная машина работающая). Тогда по формуле Бернулли при n=5, р=0,2, q=1-p=1-0.2=0.8:

P₅(0) = (1-p)ⁿ = (1-0.2)⁵ = 0.3277

P₅(1) = np(1-p)^n-1 = 5(1-0.2)^5-1 = 0.4096

P₅(5) = pⁿ = 0.2⁵ = 0.00032

 

Теперь построим ряд  распределения:

Значения	0	1	2	3	4	5
вероятность	0,3277	0,4096	0,2048	0,0512	0,0064	0,00032

 

Найдем математическое ожидание по формуле:

Найдем дисперсию:

Выпишем в аналитическом  виде функцию распределения:

Найдем вероятность  того, что число работающих машин  будет не больше 3:

 

 

Задача 4 (текст 6): непрерывная случайная величина задана ее функцией распределения: . Найти параметр С, функцию распределения, математическое ожидание, дисперсию, а также вероятность попадания случайной величины в интервал и квантиль порядка

 

Решение:

Найдем параметр С из уравнения . Так как плотность на разных интервалах задана разными функциями, разбиваем область интегрирования на соответствующее количество интервалов.

  , тогда

Найдем функцию распределения по формуле:  . Так как плотность распределения задается разными выражениями в зависимости от интервала, функция распределения так же будет задаваться разными выражениями на этих интервалах:

если 

если 

если  .

Таким образом можно  записать

Найдем математическое ожидание по формуле: .

Опять разбиваем область  интегрирования на три интервала:

Дисперсию находим по формуле:

Вероятность попадания случайной  величины в интервал найдем по формуле . В нашем случае

Найдем квантиль порядка 0,6: это решение уравнения :

этот корень не попадает в интервал, где функция распределения принимает  значения от 0 до 1. Квантиль один:

 

Задача 5 (текст 8): суточное потребление электроэнергии исправной печью является случайной величиной, распределенной по нормальному закону со средним 1000 кВт/ч и СКО . Если суточное потребление превысит 1100 кВт, то по инструкции печь отключают и ремонтируют. Найти вероятность ремонта печи. Каким должно быть превышение по инструкции, чтобы вероятность ремонта печи была равна 0,02?

Решение:

Пусть - суточное потребление электроэнергии  исправной печью. По условию задачи надо найти .

Сначала найдем вероятность того, что суточное потребление не превысит 1100 кВт. Вероятность того, что Х примет значение, принадлежащее интервалу , найдем по формуле .

Тогда

т.к. функция Ф – нечетная

Тогда вероятность того, что  суточное потребление превысит 1100 кВт, и печь отключат, и будут ремонтировать, равна

Для решения второй части задачи обозначим переменной t величину превышения суточного потребления электроэнергии по инструкции, чтобы вероятность ремонта печи была равна 0,02. 

Тогда вероятность того, что суточное потребление электроэнергии не превысит величину (1000+t) равна 1- 0,02=0,98.

Для нахождения t нам надо решить уравнения вида:

т.к. функция Ф(х) – нечетная

найдя значение функции Лапласа  в таблице, имеем:

Таким образом, чтобы вероятность  ремонта печи была равна 0,02, суточное потребление должно превысить 1092,7 кВт.