Teori probabilitas. Pemecahan Masalah (2019). Pokok bahasan teori probabilitas dan signifikansinya untuk memecahkan masalah ekonomi dan teknis. Probabilitas dan definisinya. Definisi statistik probabilitas

Sampai saat ini, bank terbuka berisi soal-soal Ujian Negara Bersatu dalam matematika (mathege.ru) disajikan, yang penyelesaiannya hanya didasarkan pada satu rumus, yaitu definisi klasik tentang probabilitas.

Cara termudah untuk memahami rumusnya adalah dengan contoh.
Contoh 1. Ada 9 bola merah dan 3 bola biru di dalam keranjang. Bola-bola tersebut hanya berbeda warnanya saja. Kami mengambil salah satunya secara acak (tanpa melihat). Berapa peluang terambilnya bola dengan cara ini berwarna biru?

Komentar. Dalam soal dalam teori probabilitas, terjadi sesuatu (dalam hal ini, tindakan kita menarik bola) yang dapat memberikan hasil yang berbeda - suatu hasil. Perlu dicatat bahwa hasilnya dapat dilihat dengan cara yang berbeda. “Kami mengeluarkan semacam bola” juga merupakan hasil. “Kami mengeluarkan bola biru” - hasilnya. “Kami mengeluarkan bola ini dengan tepat dari semua kemungkinan bola” - pandangan hasil yang paling tidak umum ini disebut hasil dasar. Hasil dasar inilah yang dimaksudkan dalam rumus untuk menghitung probabilitas.

Larutan. Sekarang mari kita hitung peluang terambilnya bola biru.
Acara A: “bola yang dipilih ternyata berwarna biru”
Jumlah total semua kemungkinan hasil: 9+3=12 (jumlah semua bola yang dapat diambil)
Jumlah hasil yang menguntungkan untuk kejadian A: 3 (jumlah hasil di mana peristiwa A terjadi - yaitu, jumlah bola biru)
P(A)=3/12=1/4=0,25
Jawaban: 0,25

Untuk soal yang sama, mari kita hitung peluang terambilnya bola merah.
Jumlah total hasil yang mungkin akan tetap sama, 12. Jumlah hasil yang diinginkan: 9. Probabilitas yang dicari: 9/12=3/4=0.75

Probabilitas suatu kejadian selalu terletak antara 0 dan 1.
Kadang-kadang dalam percakapan sehari-hari (tetapi tidak dalam teori probabilitas!), probabilitas suatu peristiwa diperkirakan dalam persentase. Transisi antara skor matematika dan percakapan dicapai dengan mengalikan (atau membagi) dengan 100%.
Jadi,
Selain itu, kemungkinan nol untuk peristiwa yang tidak dapat terjadi sungguh luar biasa. Misalnya, dalam contoh kita, ini adalah probabilitas terambilnya bola hijau dari keranjang. (Jumlah hasil yang diinginkan adalah 0, P(A)=0/12=0, jika dihitung menggunakan rumus)
Probabilitas 1 mempunyai kejadian yang pasti terjadi, tanpa pilihan. Misalnya, probabilitas “bola yang dipilih berwarna merah atau biru” adalah untuk tugas kita. (Jumlah hasil yang menguntungkan: 12, P(A)=12/12=1)

Kita melihat contoh klasik yang mengilustrasikan definisi probabilitas. Semua soal serupa pada Ujian Negara Bersatu dalam teori probabilitas diselesaikan dengan menggunakan rumus ini.
Di tempat bola merah dan biru mungkin ada apel dan pir, anak laki-laki dan perempuan, tiket terpelajar dan tidak terpelajar, tiket berisi dan tidak berisi pertanyaan tentang topik tertentu (prototipe,), tas atau pompa taman yang rusak dan berkualitas tinggi (prototipe ,) - prinsipnya tetap sama.

Mereka sedikit berbeda dalam rumusan masalah teori probabilitas Unified State Examination, dimana Anda perlu menghitung probabilitas suatu peristiwa terjadi pada hari tertentu. ( , ) Seperti pada soal sebelumnya, Anda perlu menentukan hasil dasar, lalu menerapkan rumus yang sama.

Contoh 2. Konferensi ini berlangsung selama tiga hari. Pada hari pertama dan kedua masing-masing 15 pembicara, pada hari ketiga - 20. Berapa peluang laporan Profesor M. jatuh pada hari ketiga jika urutan laporan ditentukan dengan undian?

Apa hasil dasarnya di sini? – Menetapkan laporan profesor salah satu dari semua kemungkinan nomor seri pidato. 15+15+20=50 orang berpartisipasi dalam pengundian. Jadi, laporan Profesor M. mungkin menerima satu dari 50 terbitan. Artinya hanya ada 50 hasil dasar.
Apa hasil yang menguntungkan? - Yang ternyata profesor akan berbicara pada hari ketiga. Artinya, 20 angka terakhir.
Menurut rumus, peluang P(A)= 20/50=2/5=4/10=0,4
Jawaban: 0,4

Pengundian di sini melambangkan pembentukan korespondensi acak antara orang dan tempat yang teratur. Dalam Contoh 2, pencocokan dipertimbangkan dari sudut pandang tempat mana yang dapat ditempati oleh orang tertentu. Anda dapat mendekati situasi yang sama dari sisi lain: orang mana dengan probabilitas berapa yang dapat mencapai tempat tertentu (prototipe , , , ):

Contoh 3. Pengundian mencakup 5 orang Jerman, 8 orang Prancis, dan 3 orang Estonia. Berapa peluang orang pertama (/kedua/ketujuh/terakhir – tidak masalah) adalah orang Prancis.

Banyaknya hasil dasar adalah jumlah semua kemungkinan orang yang dapat memasuki suatu tempat dengan cara mengundi. 5+8+3=16 orang.
Hasil yang menguntungkan - Perancis. 8 orang.
Probabilitas yang diperlukan: 8/16=1/2=0,5
Jawaban: 0,5

Prototipenya sedikit berbeda. Masih ada masalah tentang koin () dan dadu (), yang terbilang lebih kreatif. Solusi untuk masalah ini dapat ditemukan di halaman prototipe.

Berikut beberapa contoh pelemparan koin atau dadu.

Contoh 4. Ketika kita melempar sebuah mata uang logam, berapakah peluang munculnya kepala?
Ada 2 hasil – kepala atau ekor. (diyakini bahwa koin tidak pernah mendarat di tepinya) Hasil yang menguntungkan adalah ekor, 1.
Probabilitas 1/2=0,5
Jawaban: 0,5.

Contoh 5. Bagaimana jika kita melempar koin dua kali? Berapa probabilitas bahwa hal itu akan muncul kedua kali?
Hal utama adalah menentukan hasil dasar apa yang akan kita pertimbangkan ketika melempar dua koin. Setelah melempar dua koin, salah satu hasil berikut dapat terjadi:
1) PP – kedua kali muncul kepala
2) PO – head pertama kali, head kali kedua
3) OP – memimpin pertama kali, mengikuti kedua kalinya
4) OO – kepala muncul dua kali
Tidak ada pilihan lain. Artinya ada 4 hasil dasar. Hanya yang pertama, 1, yang menguntungkan.
Probabilitas: 1/4=0,25
Jawaban: 0,25

Berapa peluang pelemparan dua buah uang logam menghasilkan angka?
Banyaknya hasil dasar sama, 4. Hasil yang disukai adalah hasil kedua dan ketiga, 2.
Peluang terambilnya satu ekor: 2/4=0,5

Dalam soal seperti itu, rumus lain mungkin berguna.
Jika dalam satu kali pelemparan sebuah koin kita mempunyai 2 pilihan hasil yang mungkin, maka untuk dua kali pelemparan hasilnya adalah 2 2 = 2 2 = 4 (seperti pada contoh 5), untuk tiga kali pelemparan 2 2 2 = 2 3 = 8, untuk empat kali pelemparan : 2·2·2·2=2 4 =16, ... untuk N gulungan hasil yang mungkin adalah 2·2·...·2=2 N .

Jadi, Anda dapat mengetahui peluang munculnya 5 gambar dari 5 pelemparan koin.
Jumlah total hasil dasar: 2 5 =32.
Hasil yang menguntungkan: 1. (RRRRRR – melakukan head semua 5 kali)
Probabilitas: 1/32=0,03125

Hal yang sama berlaku untuk dadu. Dengan satu lemparan, ada 6 kemungkinan hasil. Jadi, untuk dua lemparan: 6 6 = 36, untuk tiga 6 6 6 = 216, dst.

Contoh 6. Kami melempar dadu. Berapa peluang terambilnya bilangan genap?

Total hasil: 6, sesuai dengan jumlah sisinya.
Menguntungkan: 3 hasil. (2, 4, 6)
Kemungkinan: 3/6=0,5

Contoh 7. Kami melempar dua dadu. Berapa peluang terambilnya angka 10? (dibulatkan ke seperseratus terdekat)

Untuk satu dadu ada 6 kemungkinan hasil. Artinya untuk dua, menurut aturan di atas, 6·6=36.
Hasil apa yang menguntungkan agar totalnya menjadi 10?
10 harus diuraikan menjadi jumlah dua angka dari 1 sampai 6. Hal ini dapat dilakukan dengan dua cara: 10=6+4 dan 10=5+5. Artinya opsi berikut ini dimungkinkan untuk kubus:
(6 pada yang pertama dan 4 pada yang kedua)
(4 pada yang pertama dan 6 pada yang kedua)
(5 pada yang pertama dan 5 pada yang kedua)
Total, 3 pilihan. Probabilitas yang diperlukan: 3/36=1/12=0,08
Jawaban: 0,08

Jenis masalah B6 lainnya akan dibahas di artikel Cara Mengatasinya di masa mendatang.

A A. Khalafyan

TEORI PROBABILITAS

DAN STATISTIK MATEMATIKA

teks kuliah

Krasnodar 2008

Definisi statistik probabilitas

Ada sejumlah besar kejadian yang probabilitasnya tidak dapat dihitung menggunakan definisi klasik. Pertama-tama, ini adalah peristiwa dengan kemungkinan hasil yang tidak sama (misalnya, dadu “tidak adil”, koin diratakan, dll.). Dalam kasus seperti itu, penentuan probabilitas secara statistik, berdasarkan penghitungan frekuensi kemunculan suatu peristiwa dalam uji coba, dapat membantu.

Definisi 2.Probabilitas statistik terjadinya kejadian A adalah frekuensi relatif terjadinya kejadian tersebut dalam n percobaan yang dilakukan, yaitu.

(A) = W( A) = M N,

Di mana ( A) penentuan probabilitas secara statistik; W( A) frekuensi relatif; N jumlah tes yang dilakukan; M jumlah uji coba di mana acara tersebut A muncul. Perhatikan bahwa probabilitas statistik adalah karakteristik eksperimental dan eksperimental.

Apalagi kapan N → ∞, (A) → P( A), misalnya, dalam eksperimen Buffon (abad XVIII) frekuensi relatif kemunculan lambang dengan 4040 pelemparan koin ternyata 0,5069, dalam eksperimen Pearson (abad XIX) dengan 23000 pelemparan 0,5005.

Definisi geometris dari probabilitas

Kelemahan lain dari definisi klasik yang membatasi penerapannya adalah bahwa definisi ini mengasumsikan sejumlah kemungkinan hasil yang terbatas. Dalam beberapa kasus, kelemahan ini dapat dihilangkan dengan menggunakan definisi geometrik probabilitas. Misalnya, bangun datar G merupakan bagian dari bangun datar G(Gbr. 3).

Bugar G sebuah titik dilempar secara acak. Artinya seluruh titik di wilayah tersebut G“sama” dalam hal apakah titik acak yang dilempar ke sana mengenai titik tersebut. Dengan asumsi bahwa kemungkinan suatu peristiwa A– titik lemparan mengenai G sebanding dengan luas gambar ini Sg dan tidak bergantung pada lokasinya relatif terhadap wilayah tersebut G, tidak juga dari formulir G, kita akan menemukannya

R(A) = Sg/S G

Di mana S G– luas wilayah G. Tapi sejak daerah G Dan G dapat berupa satu dimensi, dua dimensi, tiga dimensi, dan multidimensi, maka besar daerah dinyatakan dengan ukuran, kita dapat memberikan definisi probabilitas geometrik yang lebih umum

P = ukuran / ukuranG.

Bukti.

R(V/A) = R(DI DALAMÇ A)/R(A) = R(AÇ DI DALAM)/R(A) = {P(a/b)R(DI DALAM)}/R(A) = {R(A)R(DI DALAM)}/R(A) = R(DI DALAM).

Dari Definisi 4, berikut rumus untuk mengalikan peluang kejadian tak bebas dan tak bebas.

Akibat wajar 1. Probabilitas terjadinya gabungan beberapa peristiwa sama dengan produk dari probabilitas salah satu peristiwa dan probabilitas bersyarat dari semua peristiwa lainnya, dan probabilitas setiap peristiwa berikutnya dihitung dengan asumsi bahwa semua peristiwa sebelumnya telah muncul:



P(SEBUAH 1 SEBUAH 2 … SEBUAH n)= hal(Sebuah 1)P A1(Sebuah 2)P A1A2(Sebuah 3)…P A1A2…An-1(Sebuah).

Definisi 6. Kejadian A 1, A 2, ..., A n saling bebas secara kolektif jika ada dua kejadian yang bebas dan salah satu dari kejadian-kejadian tersebut serta kombinasi (hasil kali) dari kejadian-kejadian lainnya adalah bebas..

Akibat wajar 2. Peluang terjadinya gabungan beberapa kejadian yang tidak saling bergantung sama dengan hasil kali peluang kejadian-kejadian tersebut:

P(SEBUAH 1 SEBUAH 2 … SEBUAH n) = P(A 1)P(A 2)… P(A N).

Bukti.

P(A 1 A 2 … A n) = P(A 1 · A 2 … A n) = P(A 1)P(A 2 … A n).=…= P(A 1)P(A 2)… P(Sebuah).

Definisi 7. Kejadian A 1, A 2,… A n membentuk kelompok kejadian lengkap jika tidak berpasangan (dan sayaSebuah j= Ø, untuk apa saja saya ≠ j)dan bersama-sama terbentuk Ω, itu. .

Teorema 2. Jika peristiwa A 1, A 2,… Dan membentuk kelompok peristiwa yang lengkap, R(dan saya) > 0 (karena tidak akan ditentukan P(B/dan saya)), maka peluang suatu kejadian BÎ S didefinisikan sebagai jumlah produk dari probabilitas tak bersyarat terjadinya suatu peristiwa dan saya pada probabilitas bersyarat terjadinya suatu peristiwa B, yaitu.

. (1)

Bukti. Sejak peristiwa dan saya tidak kompatibel berpasangan, maka perpotongannya dengan acara tersebut B juga tidak kompatibel berpasangan, mis. B∩A saya Dan B∩А j– tidak kompatibel dengan saya¹j. Menggunakan sifat distributifitas ((È dan sayaDI DALAM = È( A saya Ç DI DALAM)), peristiwa B dapat direpresentasikan sebagai . Mari kita gunakan aksioma penjumlahan 3 dan rumus mengalikan probabilitas, kita peroleh

.

Rumus (1) disebut rumus probabilitas total.

Dari rumus probabilitas total mudah untuk memperoleh rumus Bayes, dengan asumsi tambahan bahwa P(B)>0

,

Di mana k = 1, 2, …, N.

Bukti.P(A k /B) = P(A k ∩ B)/P(B)

Kemungkinan kejadian P(dan saya), Saya =1, 2, …, N disebut probabilitas sebelumnya, yaitu. probabilitas kejadian sebelum percobaan, dan probabilitas bersyarat dari kejadian tersebut P(Sebuah k/B), disebut probabilitas posterior, yaitu. diklarifikasi sebagai hasil pengalaman, yang hasilnya adalah terjadinya peristiwa tersebut DI DALAM.



Tugas. Perusahaan dagang tersebut menerima ponsel terbaru dari tiga produsen Alcatel, Siemens, Motorola dengan perbandingan 1:4:5. Praktek telah menunjukkan bahwa ponsel yang diterima dari pabrikan ke-1, ke-2, ke-3 tidak memerlukan perbaikan selama masa garansi masing-masing dalam 98%, 88%, dan 92% kasus. Temukan probabilitas bahwa telepon yang mulai dijual tidak memerlukan perbaikan selama masa garansi, bahwa telepon yang dijual memerlukan perbaikan selama masa garansi, dan dari produsen mana telepon tersebut kemungkinan besar berasal.

Contoh 1.

Contoh 2.

Definisi 1. Variabel acak dari ruang probabilitas (, S, P) adalah fungsi apa pun X(w) , didefinisikan untuk ya, dan sedemikian rupa sehingga untuk semua x() nyata himpunan ( w :X(w) < x}принадлежит полю S. Dengan kata lain, untuk kejadian seperti itu, probabilitasnya ditentukan P(X(w)< X) = P(X < X).

Kami akan menunjukkan variabel acak dengan huruf kapital Latin X, Y, Z, ..., dan nilai variabel acak menggunakan huruf latin kecil X, kamu, z...

Definisi 2. Variabel acak X disebut diskrit jika mengambil nilai hanya dari beberapa himpunan diskrit. Dengan kata lain, ada sejumlah nilai x yang terbatas atau dapat dihitung 1 , X 2 , …, sedemikian rupa sehingga P(X = X saya) = pi saya ³ 0, Saya = 1, 2…, Danå pi saya = 1.

Jika nilai suatu variabel acak dan probabilitas yang bersesuaian diketahui, maka kita mengatakan bahwa hukum distribusi variabel acak diskrit telah ditentukan.

Jika sebuah tabel dikompilasi, di bagian atasnya terdapat nilai-nilai variabel acak, dan di bagian bawah adalah probabilitas yang sesuai, maka kita memperoleh deret distribusi variabel acak, yang menentukan hukum distribusi diskrit. variabel acak.

Contoh 3. Mari kita buatlah rangkaian pembagian hilangnya lambang negara dalam 2 kali pelemparan uang logam. Kemungkinan hasil – GG, GR, RG, RR. Dari hasil yang mungkin terlihat jelas bahwa lambang dapat muncul 0, 1 dan 2 kali, dengan probabilitas yang sesuai – ¼, ½, ¼. Kemudian rangkaian distribusinya akan berbentuk

Definisi 3.Fungsi distribusi variabel acak X disebut fungsi F(X), tergantung pada x Î R dan mengambil nilai yang sama dengan peluang kejadian w, X itu < X, yaitu, F(X) = P(w: X(w)< X } = P(X < X).

Dari definisi tersebut dapat disimpulkan bahwa setiap variabel acak memiliki fungsi distribusi.

Distribusi seragam

Definisi 1. Variabel acak X, menerima nilai-nilai 1, 2, …, n, mempunyai distribusi seragam jika P m = P(X = M) = 1/N,

M = 1, …, N.

Sudah jelas bahwa.

Perhatikan permasalahan berikut N bola, di antaranya M bola putih. Diambil secara acak N bola. Temukan probabilitas bahwa di antara yang diekstraksi akan ada M bola putih.

Sangat mudah untuk melihatnya.

Distribusi racun

Definisi 4. Variabel acak X berdistribusi Poisson dengan parameternya aku, Jika , m = 0, 1, …

Mari kita tunjukkan bahwa Σp m = 1. .

Distribusi binomial

Definisi 5.Variabel acak X mempunyai distribusi binomial jika , M = 0, 1, …, N,

Di mana N– jumlah tes menurut skema Bernoulli, M– jumlah keberhasilan, R– kemungkinan keberhasilan dalam satu hasil, Q = 1–hal.

Distribusi Bernoulli

Definisi 6.Variabel acak X berdistribusi Bernoulli jika P(X= M) = Pm = p m q n - m, M = 0, 1, …, N.

Secara luas M Dan N perhitungan menggunakan rumus Bernoulli menjadi bermasalah. Oleh karena itu, dalam beberapa kasus, rumus Bernoulli dapat diganti dengan rumus perkiraan asimtotik yang sesuai. Jadi jika N- besar, tapi R sedikit kemudian .

teorema Poisson. Jika N® ¥, dan P® 0, jadi n.p.® aku, kalau begitu .

Bukti. Mari kita nyatakan l n = n.p., sesuai dengan kondisi teorema , Kemudian

Pada N® ¥, l nm® aku M,

Dari sini kita memperoleh pernyataan teorema. hal(M) ® di N ® ¥.

Rumus Poisson merupakan perkiraan yang baik terhadap rumus Bernoulli jika npq£9. Jika berhasil npq besar, lalu menghitungnya P n (m) gunakan teorema lokal Moivre – Laplace.

Teorema lokal Moivre – Laplace. Membiarkan PО(0;1) adalah konstan, nilainya dibatasi secara seragam, yaitu $ s, |x m |<с . Kemudian

,

Di mana b(n;m) adalah kuantitas yang sangat kecil, dan .

Dari kondisi teorema berikut ini ,

Di mana , .

Untuk menghitung P n (m) sesuai dengan rumus yang diberikan sebelumnya, tabel fungsi digunakan

.

Masalah 1. Tiga pelanggan memasuki toko pakaian satu demi satu. Pengelola memperkirakan kemungkinan pengunjung yang masuk akan melakukan pembelian adalah 0,3. Buat rangkaian jumlah pengunjung yang melakukan pembelian.

Larutan.

x saya
pi saya 0,343 0,441 0,189 0,027

Masalah 2. Kemungkinan terjadinya kerusakan komputer adalah 0,01. Buatlah rangkaian distribusi untuk jumlah komputer yang gagal dengan total 25.

Larutan.

Masalah 3. Mobil tiba di showroom penjualan dalam jumlah 10 buah. Hanya 5 dari 10 mobil yang diterima yang tunduk pada kontrol kualitas dan keamanan. Biasanya, 2 dari 10 kendaraan yang diterima tidak memenuhi standar kualitas dan keamanan. Berapa peluang paling sedikit satu dari 5 mobil yang diperiksa akan ditolak?

Larutan. P = P (1) + P (2) = + =0,5556 + 0,2222 = 0,7778

Bukti.

Masalah 1. Probabilitas bahwa perangkat yang dipilih secara acak memerlukan penyesuaian tambahan adalah 0,05. Jika, selama pemeriksaan acak terhadap sekumpulan perangkat, ditemukan bahwa setidaknya 6% dari perangkat yang dipilih memerlukan penyesuaian, maka seluruh kumpulan dikembalikan untuk direvisi. Tentukan probabilitas bahwa batch tersebut akan dikembalikan jika 500 perangkat dipilih dari batch untuk diperiksa.

Larutan. Batch akan dikembalikan jika jumlah perangkat terpilih yang memerlukan penyesuaian lebih dari 6%, yaitu. M 1 = 500 × 6/100 = 30. Selanjutnya: P = 0,05: Q = 0,95; n.p.= 25; 4.87. Kami menganggapnya berhasil jika perangkat memerlukan konfigurasi tambahan.

Mari kita terapkan teorema integral Moivre–Laplace.

Tugas 2. Tentukan berapa banyak produk yang perlu dipilih sehingga dengan probabilitas 0,95 dapat dinyatakan bahwa frekuensi relatif produk cacat akan berbeda dengan probabilitas kemunculannya tidak lebih dari 0,01.

Larutan. Untuk menyelesaikan masalah tersebut, kami memilih skema Bernoulli sebagai model matematika dan menggunakan rumus (4). Kita perlu menemukan sesuatu seperti ini N sehingga persamaan (4) terpenuhi, jika e = 0,01, b = 0,95, probabilitas p tidak diketahui.

F(X b) = (1 + 0,95) / 2 = 0,975. Menggunakan tabel aplikasi kami menemukannya X b = 1,96. Kemudian menggunakan rumus (4) kita temukan N= ¼ × 1,96 2 /0,01 2 = 9600.

Distribusi seragam

Definisi 5. Variabel acak kontinu X, yang mengambil nilai pada segmen , mempunyai distribusi seragam jika kepadatan distribusinya berbentuk

. (1)

Sangat mudah untuk memverifikasi bahwa,

.

Jika suatu variabel acak terdistribusi merata, maka peluang munculnya nilai dari suatu interval tertentu tidak bergantung pada posisi interval pada garis bilangan dan sebanding dengan panjang interval tersebut.

.

Mari kita tunjukkan bahwa fungsi distribusi X mempunyai bentuk

. (2)

Membiarkan XÎ (–¥, A), Kemudian F(X) = .

Membiarkan XÎ [ A,B], Kemudian F(X) = .

Membiarkan X Î ( B,+¥], lalu F(X) = = 0 + .

Mari kita cari mediannya X 0,5. Kita punya F(X 0,5) = 0,5, oleh karena itu

Jadi, median sebaran seragam bertepatan dengan titik tengah ruas tersebut. Gambar 1 menunjukkan grafik kepadatan R(X) dan fungsi distribusi F(X)

untuk pemerataan.

Distribusi biasa

Definisi 7. Variabel acak kontinu mempunyai distribusi normal, dengan dua parameter a, s, if

, s>0. (5)

Fakta bahwa suatu variabel acak mempunyai distribusi normal akan dituliskan secara singkat dalam bentuk X ~ N(A;S).

Mari kita tunjukkan itu P(X) - kepadatan

(ditunjukkan pada kuliah 6).

Grafik kepadatan berdistribusi normal (Gbr. 3) disebut kurva normal (kurva Gaussian).

Kepadatan distribusinya simetris terhadap garis lurus X = A. Jika X® ¥, lalu R(X) ® 0. Dengan berkurangnya s, grafik “berkontraksi” terhadap sumbu simetri X = A.

Distribusi normal memainkan peran khusus dalam teori probabilitas dan penerapannya. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa, sesuai dengan teorema batas pusat teori probabilitas, ketika kondisi tertentu terpenuhi, jumlah sejumlah besar variabel acak memiliki distribusi “kira-kira” normal.

Karena – kepadatan hukum distribusi normal dengan parameter A= 0 dan s =1, maka fungsinya = F(X), yang digunakan untuk menghitung probabilitas , adalah fungsi distribusi dari distribusi normal dengan parameter A= 0 dan s =1.

Fungsi distribusi variabel acak X dengan parameter sewenang-wenang A, s dapat diungkapkan melalui F(X) – fungsi distribusi variabel acak normal dengan parameter A= 0 dan s =1.

Membiarkan X ~ N(A;s), lalu

. (6)

Mari kita ubah variabel di bawah tanda integral, kita dapatkan

=

F(X) = . (7)

Dalam penerapan praktis teori probabilitas, sering kali kita perlu mencari probabilitas suatu variabel acak akan mengambil nilai dari interval tertentu. Sesuai dengan rumus (7), probabilitas ini dapat dicari dari nilai tabulasi fungsi Laplace

Mari kita cari median dari variabel acak normal X ~ N(A;S). Karena kerapatan distribusi p(x) simetris terhadap sumbu X = A, Itu

R(X < A) = P(X > A) = 0,5.

Oleh karena itu, median dari variabel acak normal bertepatan dengan parameternya A:

X 0,5 = A.

Tugas 1. Kereta metro beroperasi setiap 2 menit. Penumpang memasuki peron pada suatu saat. Waktu X selama dia harus menunggu kereta adalah variabel acak yang terdistribusi dengan kepadatan seragam pada area (0, 2) menit. Tentukan peluang seorang penumpang harus menunggu tidak lebih dari 0,5 menit untuk kereta berikutnya.

Larutan. Jelas sekali hal(x)= 1/2. Maka, P 0,5 = P( 1,5 2) = = 0,25

Tugas 2. Pabrik Otomotif Volzhsky meluncurkan mesin baru. Diasumsikan rata-rata jarak tempuh sebuah mobil bermesin baru adalah 160 ribu km, dengan simpangan baku = 30 ribu km. Berapa probabilitas jumlah km sebelum perbaikan pertama? Jarak tempuh mobil akan berkisar 100 ribu km. hingga 180 ribu km.

Larutan. P(100000< X < 180000) = Ф(2/3)–Ф(–2) = 0,2454 + 0,4772 = 0,7226.

Sifat dispersi

1.Varians dari konstanta C sama dengan 0,DC = 0, DENGAN = konstanta.

Bukti.DC = M(DENGANM.C.) 2 = M(DENGANDENGAN) = 0.

2.D(CX) = DENGAN 2 DX.

Bukti. D(CX) = M(CX) 2 – M 2 (CX) = C 2 MX 2 – C 2 (MX) 2 = C 2 (MX 2 – M 2 X) = DENGAN 2 DX.

3. Jika X dan Yvariabel acak independen, Itu

Bukti.

4. Jika X 1 , X 2 , … tidak bergantung, kalau begitu .

Sifat ini dapat dibuktikan dengan induksi menggunakan Sifat 3.

Bukti. D(X – Y) = DX + D(–Y) = DX + (–1) 2 D(Y) = DX + D(Y).

6.

Bukti. D(C+X) = M(X+C–M(X+C)) 2 = M(X+C–MX–MC) 2 = M(X+C–MX–C) 2 = M(X– MX) 2 = DX.

Biarkan menjadi variabel acak independen, dan , .

Mari kita buat variabel acak baru, temukan ekspektasi matematis dan variansnya Y.

; .

Yaitu kapan N®¥ ekspektasi matematis dari mean aritmatika dari n variabel acak independen yang terdistribusi identik tetap tidak berubah, sama dengan ekspektasi matematis a, sedangkan variansnya cenderung nol.

Sifat stabilitas statistik rata-rata aritmatika ini mendasari hukum bilangan besar.

Distribusi biasa

Membiarkan X mempunyai distribusi normal. Sebelumnya pada kuliah 11 (contoh 2) ditunjukkan bahwa jika

Kemudian Y ~ N(0,1).

Dari sini, lalu, jadi cari dulu DY.

Karena itu

DX= D(S Y+A) = s 2 DY= s 2 , s X= s. (2)

Distribusi racun

Seperti yang diketahui

Karena itu,

Distribusi seragam

Diketahui bahwa .

Sebelumnya sudah kami tunjukkan, mari kita gunakan rumusnya.

Bukti.

Integral terakhir dalam rantai persamaan sama dengan 0, karena mengikuti kondisi soal itu p(MX+t) – bahkan berfungsi sehubungan dengan T (p(MX+t)= p(MX-t)), A t 2k +1– fungsi ganjil.

Karena massa jenis hukum distribusi normal dan seragam adalah simetris terhadap X= MX, maka semua momen sentral orde ganjil sama dengan 0.

Teorema 2. Jika X~N(A,s), lalu .

Semakin banyak momen suatu variabel acak diketahui, semakin detail pemahaman kita tentang hukum distribusi. Dalam teori probabilitas dan statistik matematika, dua karakteristik numerik berdasarkan momen sentral orde ke-3 dan ke-4 paling sering digunakan. Ini adalah koefisien skewness dan kurtosis dari variabel acak.

Definisi 3. Koefisien asimetri suatu variabel acak X adalah bilangan b = .

Koefisien asimetri adalah momen pusat dan awal dari variabel acak yang dinormalisasi Y, Di mana . Validitas pernyataan ini mengikuti hubungan berikut:

Kecondongan variabel acak X sama dengan asimetri variabel acak Y = α X + β

sampai tanda α, . Hal ini mengikuti fakta bahwa normalisasi variabel acak a X+b dan X mengarah ke variabel acak yang sama Y sampai untuk menandatangani

Jika distribusi probabilitasnya asimetris, dengan “bagian panjang” grafik terletak di sebelah kanan pusat pengelompokan, maka β( X) > 0; jika “bagian panjang” grafik terletak di sebelah kiri, maka β( X) < 0. Для нормального и равномерного распределений β = 0.

Konsep kurtosis digunakan untuk mengkarakterisasi tingkat “kehalusan” yang lebih besar atau lebih kecil dari kurva kepadatan atau poligon distribusi dibandingkan dengan kepadatan normal.

Definisi 4. Kurtosis suatu variabel acak X adalah kuantitasnya

Kurtosis variabel acak X sama dengan selisih antara momen awal dan momen sentral orde ke-4 variabel acak ternormalisasi dan bilangan3, yaitu . Mari kita tunjukkan ini:

Kurtosis variabel acak X sama dengan kurtosis variabel acak

Y = α X + β.

Mari kita cari kurtosis dari variabel acak normal X.

Jika X~N(A,s), lalu ~ (0,1).

Jadi, kurtosis suatu variabel acak yang terdistribusi normal sama dengan 0. Jika kepadatan distribusinya unimodal dan lebih “puncak” dibandingkan kepadatan distribusi normal dengan varian yang sama, maka g( X) > 0, jika pada kondisi yang sama kurang “puncaknya”, maka g( X) < 0.

Hukum Bilangan Besar

Hukum bilangan besar menetapkan kondisi konvergensi rata-rata aritmatika variabel acak ke rata-rata aritmatika ekspektasi matematis.

Definisi 1. Urutan variabel acak disebut konvergen dalam probabilitas p terhadap bilangan tersebut B, Jika

.

Mari kita lanjutkan ke batas di dalam pertidaksamaan ini dan dapatkan

.

Estimasi interval

Jika estimasi titik dari suatu parameter yang tidak diketahui diperoleh dari suatu sampel, maka membicarakan estimasi yang diperoleh sebagai parameter sebenarnya cukup berisiko. Dalam beberapa kasus, lebih bijaksana, setelah memperoleh sebaran estimasi parameter, untuk membicarakan estimasi interval dari nilai sebenarnya dari parameter tersebut. Untuk mengilustrasikannya, mari kita perhatikan konstruksi interval kepercayaan untuk ekspektasi matematis dari distribusi normal.

Kami telah menunjukkan hal itu – perkiraan terbaik (benar sekali) untuk ekspektasi matematis MX= Q, oleh karena itu estimasi tersebut juga merupakan estimasi yang benar-benar tepat untuk parameter a = distribusi normal P, dimana T– nilai argumen fungsi Laplace, di mana F(T) = , e = .

1. Kolemaev V.A., Staroverov O.V., Turundaevsky V.B. Teori probabilitas dan matematika

statistik matematika. M.: Sekolah Tinggi, 1991.

2. Eliseeva I.I., Knyazevsky V.S., Nivorozhkina L.I., Morozova Z.A. Teori statistika dengan dasar-dasar teori probabilitas. M.: Persatuan, 2001.

3. Szekely G. Paradoks dalam teori probabilitas dan statistik matematika. M.: Mir, 1990.

4. Kremer N.Sh. Teori probabilitas dan statistik matematika. M.: Persatuan, 2001

5. Smirnov N.V. Dunin-Barkovsky I.V. Kursus teori probabilitas dan statistik matematika untuk aplikasi teknis. M.: Nauka, 1969.

6. Metode statistik untuk menyusun rumus empiris. M.: Sekolah Tinggi, 1988.


KULIAH 1. TEORI PROBABILITAS. SEJARAH. DEFINISI KLASIK PROBABILITAS.. 3

KULIAH 2. TEOREMA PENAMBAHAN DAN PERGANDAAN PROBABILITAS. DEFINISI PROBABILITAS SECARA STATISTIK DAN GEOMETRIS.. 8

KULIAH 3. KONSTRUKSI AKSIOMATIS TEORI PROBABILITAS. Aksiomatika KOLMOGOROV.. 14

KULIAH 4. VARIABEL ACAK. FUNGSI DISTRIBUSI... 17

KULIAH 5. DISTRIBUSI VARIABEL ACAK DISKRIT... 21

KULIAH 6. TEOREMA INTEGRAL MOIVRE–LAPLACE, TEOREMA BERNOULLI.. 26

KULIAH 7. VARIABEL ACAK TERUS MENERUS... 29

KULIAH 8. KONSEP VARIABEL ACAK MULTIDIMENSIONAL... 35

KULIAH 9. FUNGSI DISTRIBUSI VARIABEL ACAK MULTIDIMENSIONAL... 39

KULIAH 10. SIFAT-SIFAT KEPADATAN PROBABILITAS VARIABEL ACAK DUA DIMENSI 43

KULIAH 11. FUNGSI VARIABEL ACAK.. 48

KULIAH 12. TEOREMA KEPADATAN JUMLAH DUA VARIABEL ACAK.. 52

KULIAH 13. SISWA, DISTRIBUSI FISCHER

Jawaban tes teori probabilitas akan membantu siswa tahun pertama mempelajari disiplin matematika. Tugas-tugas tersebut mencakup banyak materi teoretis, dan alasan penyelesaiannya akan berguna bagi setiap siswa.

Soal 1. Sebuah kubus yang seluruh rusuknya dicat dipotong menjadi 1000 kubus dengan ukuran yang sama. Tentukan peluang terambilnya sebuah kubus secara acak:

  • a) satu tepi yang dicat;
  • b) dua wajah yang diarsir.

Perhitungan: Jika sebuah kubus dipotong menjadi kubus-kubus yang berukuran sama, maka semua sisinya akan dibagi menjadi 100 kotak. (Kira-kira seperti pada gambar)
Selanjutnya sesuai ketentuan, kubus harus mempunyai satu sisi yang diarsir - artinya kubus harus berada di permukaan luar tetapi tidak terletak di tepi kubus (2 permukaan yang diarsir) dan bukan di sudut - kubus memiliki tiga sisi yang diarsir. permukaan.
Oleh karena itu, jumlah yang dibutuhkan sama dengan hasil kali 6 sisi dan jumlah kubus dalam persegi berukuran 8*8.
6*8*8=384 – kubus dengan 1 permukaan dicat.
Probabilitasnya sama dengan jumlah kejadian yang menguntungkan dengan jumlah totalnya P=384/1000=0,384.
b) Dua sisi yang diarsir mempunyai kubus di sepanjang tepinya tanpa titik sudut kubus itu sendiri. Akan ada 8 kubus seperti itu di satu sisi. Ada total 12 rusuk pada kubus, sehingga terdapat dua sisi yang diarsir
8*12=96 kubus.
Dan kemungkinan terambilnya mereka dari 1000 adalah sama
P=96/1000=0,096.
Tugas ini terpecahkan dan kami melanjutkan ke tugas berikutnya.

Tugas 2. Huruf A, A, A, N, N, C ditulis pada kartu yang sama. Berapa peluang dengan meletakkan kartu-kartu tersebut secara acak berturut-turut, kita akan mendapatkan kata NANAS?
Perhitungan: Anda harus selalu bernalar berdasarkan apa yang diketahui. Diberikan 3 huruf A, 2-H, dan 1 - C, totalnya ada 6. Mari kita mulai memilih huruf untuk kata "nanas". Huruf pertama adalah A, yang dapat kita pilih dengan 3 cara dari 6 cara, karena ada 3 huruf A diantara 6 huruf yang diketahui. Oleh karena itu, peluang terambilnya A terlebih dahulu adalah
P 1 =3/6=1/2.
Huruf kedua adalah H, namun jangan lupa setelah A dicabut, tersisa 5 huruf yang bisa dipilih. Oleh karena itu, peluang terambilnya angka 2 H adalah sama dengan
P 2 =2/5.
Berikutnya Kemungkinan untuk menarik di antara 4 yang tersisa
P 3 =2/4.
Selanjutnya, H dapat diekstraksi dari probabilitas
P 4 =1/3.
Semakin dekat ke akhir, semakin besar kemungkinannya, dan kita sudah dapat mengekstraksi A di
P 5 =1/2.
Setelah itu, hanya tersisa satu kartu C, jadi peluang terambilnya adalah 100 persen atau
Hal 6 =1.
Peluang terbentuknya kata NANAS sama dengan hasil kali peluangnya
P=3/6*2/5*2/4*1/3*1/2*1=1/60=0,016(6).
Hal inilah yang menjadi dasar masalah serupa dalam teori probabilitas.

Tugas 3. Pedagang memilih sampel secara acak dari sejumlah produk. Peluang terambilnya suatu produk secara acak mempunyai nilai tertinggi adalah 0,8. Tentukan peluang terambilnya dua produk dengan mutu tertinggi di antara 3 produk terpilih?
Perhitungan: Contoh ini didasarkan pada penerapan rumus Bernoulli.
p=0,8; q=1-0,8=0,2.
Kami menghitung probabilitas menggunakan rumus

Jika Anda tidak menjelaskannya dalam bahasa rumus, maka Anda perlu membuat kombinasi dari tiga kejadian, dua di antaranya menguntungkan dan satu lagi tidak. Ini dapat ditulis sebagai jumlah dari produknya

Kedua opsi tersebut setara, hanya opsi pertama yang dapat diterapkan di semua tugas, dan opsi kedua dapat diterapkan pada tugas serupa dengan yang dipertimbangkan.

Soal 4. Dari lima penembak, dua mengenai sasaran dengan probabilitas 0,6 dan tiga dengan probabilitas 0,4. Mana yang lebih mungkin: penembak yang dipilih secara acak mengenai sasaran atau tidak?
Perhitungan: Dengan menggunakan rumus probabilitas total, kita menentukan probabilitas penembak akan mengenai sasaran.
P=2/5*0,6+3/5*0,4=0,24+0,24=0,48.
Kemungkinannya kurang dari P<0,5 , следовательно вероятнее что наугад выбранный стрелок не попадет в цель.
Kemungkinan tidak mengenai adalah

atau
P=2/5*(1-0,6)+3/5*(1-0,4)=0,16+0,36=0,52.

Soal 5. Dari 20 siswa yang mengikuti ujian, 10 orang sudah siap sempurna (tahu semua soal), 7 orang sudah siap (masing-masing tahu 35 soal), dan 3 orang kurang siap (10 soal). Program ini berisi 40 pertanyaan. Seorang siswa yang dipanggil secara acak menjawab tiga pertanyaan pada tiket. Berapa kemungkinan dia siap menghadapinya

  • a) luar biasa;
  • b) buruk.

Perhitungan: Inti masalahnya adalah siswa menjawab tiga pertanyaan di tiket, yaitu semua yang ditanyakan, tetapi sekarang kita akan menghitung berapa probabilitas mendapatkannya.
Mari kita cari peluang siswa tersebut menjawab tiga pertanyaan dengan benar. Ini akan menjadi rasio jumlah siswa terhadap seluruh kelompok dikalikan dengan probabilitas terambilnya tiket yang mereka ketahui di antara semua kemungkinan.

Sekarang mari kita cari probabilitas bahwa seorang siswa termasuk dalam kelompok yang “sangat siap”. Hal ini setara dengan proporsi suku pertama probabilitas awal terhadap probabilitas itu sendiri

Peluang seorang siswa termasuk dalam kelompok yang persiapannya buruk cukup kecil yaitu sebesar 0,00216.

Tugas ini selesai. Pahami dengan baik dan ingat cara menghitungnya, karena hal ini biasa terjadi pada kuis dan ulangan.

Soal 6. Sebuah koin dilempar sebanyak 5 kali. Tentukan peluang munculnya lambang tersebut kurang dari 3 kali?
Perhitungan: Peluang terambilnya lambang atau ekor adalah ekuivalen dan sama dengan 0,5. Kurang dari 3 kali berarti lambang dapat muncul 0, 1 atau 2 kali. “Atau” selalu dinyatakan dalam probabilitas dalam operasi penjumlahan.
Kami menemukan probabilitas menggunakan rumus Bernoulli

Karena p=q=0,5, maka peluangnya adalah

Kemungkinannya adalah 0,5.

Soal 7. Saat mencap terminal logam, diperoleh rata-rata 90% terminal standar. Tentukan peluang bahwa di antara 900 terminal, paling sedikit 790 dan paling banyak 820 terminal merupakan terminal standar.

Perhitungan: Perhitungan harus dilakukan

Teori probabilitas dan statistik matematika

1. Pokok bahasan teori probabilitas dan pentingnya memecahkan masalah ekonomi dan teknis. Probabilitas dan definisinya

Untuk waktu yang lama, umat manusia hanya mempelajari dan menggunakan apa yang disebut pola deterministik dalam aktivitasnya. Namun, karena peristiwa-peristiwa acak masuk ke dalam hidup kita tanpa kita inginkan dan terus-menerus mengelilingi kita, dan terlebih lagi, karena hampir semua fenomena alam bersifat acak, maka perlu dipelajari bagaimana mempelajarinya dan mengembangkan metode pembelajaran untuk tujuan ini.

Menurut bentuk manifestasi hubungan sebab akibat, hukum alam dan masyarakat dibagi menjadi dua kelas: deterministik (ditentukan sebelumnya) dan statistik.

Misalnya, berdasarkan hukum mekanika langit, berdasarkan posisi planet-planet di tata surya yang diketahui saat ini, posisinya pada suatu titik waktu tertentu dapat diprediksi secara jelas, termasuk gerhana matahari dan bulan dapat diprediksi dengan sangat akurat. Ini adalah contoh hukum deterministik.

Namun tidak semua fenomena dapat diprediksi secara akurat. Oleh karena itu, perubahan iklim jangka panjang dan perubahan cuaca jangka pendek bukanlah objek keberhasilan peramalan, yaitu. banyak hukum dan pola yang kurang cocok dengan kerangka deterministik. Hukum semacam ini disebut hukum statistik. Menurut hukum-hukum ini, keadaan sistem di masa depan tidak ditentukan secara pasti, tetapi hanya dengan probabilitas tertentu.

Teori probabilitas, seperti ilmu matematika lainnya, dihidupkan kembali dan dikembangkan dari kebutuhan praktik. Dia mempelajari pola-pola yang melekat dalam peristiwa-peristiwa acak massal.

Teori probabilitas mempelajari sifat-sifat peristiwa acak massal yang dapat terulang berkali-kali ketika serangkaian kondisi tertentu direproduksi. Properti utama dari setiap peristiwa acak, terlepas dari sifatnya, adalah ukuran, atau kemungkinan terjadinya.

Peristiwa (fenomena) yang kita amati dapat dibagi menjadi tiga jenis: dapat diandalkan, tidak mungkin, dan acak.

Suatu peristiwa yang pasti terjadi disebut pasti. Mustahil adalah suatu peristiwa yang kita tahu tidak akan terjadi. Peristiwa acak (random event) adalah suatu peristiwa yang dapat terjadi atau tidak terjadi.

Teori probabilitas tidak menetapkan tugas untuk memprediksi apakah suatu peristiwa akan terjadi atau tidak, karena tidak mungkin memperhitungkan pengaruh semua sebab terhadap suatu peristiwa acak. Di sisi lain, ternyata sejumlah besar kejadian acak homogen, apapun sifat spesifiknya, tunduk pada pola tertentu, yaitu pola probabilistik.

Jadi, pokok bahasan teori probabilitas adalah studi tentang pola probabilistik dari kejadian acak homogen massal.

Beberapa masalah yang berkaitan dengan fenomena acak massa dicoba diselesaikan dengan menggunakan peralatan matematika yang sesuai pada awal abad ke-17. Mempelajari jalannya dan hasil berbagai permainan untung-untungan, B. Pascal, P. Fermat dan H. Huygens meletakkan dasar-dasar teori probabilitas klasik pada pertengahan abad ke-17. Dalam karya mereka, mereka secara implisit menggunakan konsep probabilitas dan ekspektasi matematis dari variabel acak. Baru pada awal abad ke-18. J. Bernoulli merumuskan konsep probabilitas.

Teori probabilitas mendapat kesuksesan lebih lanjut dari Moivre, Laplace, Gauss, Poisson dan lain-lain.

Matematikawan Rusia dan Soviet seperti P.L. Chebyshev, A.A. Markov, SAYA. Lyapunov, S.N. Bernstein, SEBUAH. Kolmogorov, A.Ya. Khinchin, A. Prokhorov, dan lainnya.

Tempat khusus dalam pengembangan teori probabilitas adalah milik aliran Uzbekistan, yang perwakilan utamanya adalah akademisi V.I. Romanovsky, S.Kh. Sirazhdinov, T.A. Sarymsakov, T.A. Azlarov, Sh.K. Farmanov, profesor I.S. Badalbaev, M.U. Gafurov, Sh.A. Khashimov dan lainnya.

Sebagaimana telah disebutkan, kebutuhan praktik, yang berkontribusi pada munculnya teori probabilitas, mendorong perkembangannya sebagai ilmu pengetahuan, menyebabkan munculnya lebih banyak cabang dan bagiannya. Statistik matematika didasarkan pada teori probabilitas, yang tugasnya adalah merekonstruksi dari suatu sampel, dengan tingkat keandalan tertentu, karakteristik yang melekat pada populasi umum. Cabang-cabang ilmu pengetahuan seperti teori proses acak, teori antrian, teori informasi, teori reliabilitas, pemodelan ekonometrik, dan lain-lain telah dipisahkan dari teori probabilitas.

Bidang penerapan teori probabilitas yang paling penting meliputi ilmu ekonomi dan teknik. Saat ini, sulit membayangkan studi fenomena ekonomi dan teknis tanpa pemodelan berdasarkan teori probabilitas, tanpa model analisis korelasi dan regresi, kecukupan dan model adaptif yang “sensitif”.

Peristiwa yang terjadi pada arus lalu lintas, derajat keandalan komponen mobil, kecelakaan mobil di jalan raya, berbagai situasi dalam proses perancangan jalan karena ketidakpastiannya termasuk dalam rangkaian permasalahan yang dipelajari dengan menggunakan metode teori probabilitas.

Konsep dasar teori probabilitas adalah pengalaman atau eksperimen dan peristiwa. Kami menyebut tindakan yang dilakukan dalam kondisi dan keadaan tertentu sebagai eksperimen. Setiap implementasi spesifik dari suatu eksperimen disebut tes.

Setiap hasil percobaan yang dapat dibayangkan disebut kejadian dasar dan dilambangkan dengan. Kejadian acak terdiri dari sejumlah kejadian dasar tertentu dan dilambangkan dengan A, B, C, D,...

Serangkaian peristiwa dasar sedemikian rupa

1) sebagai hasil percobaan, salah satu peristiwa dasar selalu terjadi;

2) dalam satu percobaan hanya akan terjadi satu peristiwa dasar, yang disebut ruang peristiwa dasar dan dilambangkan dengan.

Jadi, setiap kejadian acak adalah bagian dari ruang kejadian dasar. Berdasarkan definisi ruang kejadian elementer, kejadian reliabel dapat dilambangkan dengan. Suatu peristiwa yang mustahil dilambangkan dengan.

Contoh 1: Sebuah dadu dilempar. Ruang kejadian dasar yang berhubungan dengan percobaan ini mempunyai bentuk sebagai berikut:

Contoh 2. Misalkan guci berisi 2 bola merah, 3 biru dan 1 putih, sehingga totalnya ada 6 bola. Percobaan ini terdiri dari pengambilan bola secara acak dari sebuah guci. Ruang kejadian dasar yang berhubungan dengan percobaan ini mempunyai bentuk sebagai berikut:

dimana kejadian dasar mempunyai arti sebagai berikut: - muncul bola putih; - bola merah muncul; - bola biru muncul. Perhatikan peristiwa berikut ini:

A - penampakan bola putih;

B -- penampakan bola merah;

C - penampakan bola biru;

D -- penampakan bola berwarna (bukan putih).

Di sini kita melihat bahwa masing-masing peristiwa ini memiliki satu atau beberapa tingkat kemungkinan: beberapa lebih besar, yang lain lebih kecil. Jelasnya, derajat kemungkinan kejadian B lebih besar daripada kemungkinan kejadian A; peristiwa C - daripada peristiwa B; peristiwa D - daripada peristiwa C. Untuk membandingkan secara kuantitatif peristiwa satu sama lain menurut derajat kemungkinannya, tentu saja perlu dikaitkan dengan setiap peristiwa sejumlah tertentu, yang semakin besar, semakin besar kemungkinan peristiwa tersebut.

Kita menyatakan bilangan ini dengan dan menyebutnya peluang kejadian A. Sekarang mari kita berikan definisi peluang.

Biarkan ruang kejadian dasar menjadi himpunan berhingga dan biarkan elemen-elemennya menjadi. Kita asumsikan bahwa kejadian-kejadian tersebut adalah kejadian-kejadian dasar yang sama-sama mungkin terjadi, yaitu. setiap peristiwa dasar tidak memiliki peluang lebih besar untuk terjadi dibandingkan peristiwa lainnya. Sebagaimana diketahui, setiap kejadian acak A terdiri dari kejadian-kejadian elementer sebagai himpunan bagian. Peristiwa dasar ini disebut menguntungkan bagi A.

Peluang kejadian A ditentukan oleh rumus

dimana m adalah banyaknya kejadian dasar yang disukai A, n adalah banyaknya semua kejadian dasar yang termasuk di dalamnya.

Jika pada contoh 1 A menyatakan kejadian pelemparan sejumlah angka genap, maka

Dalam contoh 2, probabilitas suatu kejadian memiliki nilai sebagai berikut:

Sifat-sifat berikut mengikuti definisi probabilitas:

1. Peluang suatu kejadian yang dapat diandalkan sama dengan satu.

Memang benar, jika suatu peristiwa dapat diandalkan, maka semua peristiwa dasar mendukungnya. Dalam hal ini m=n dan oleh karena itu

2. Peluang suatu kejadian yang mustahil adalah nol.

Memang benar, jika suatu peristiwa tidak mungkin terjadi, maka tidak ada satu pun peristiwa mendasar yang mendukungnya. Dalam hal ini m=0 dan oleh karena itu

3. Peluang suatu kejadian acak adalah bilangan positif antara nol dan satu.

Memang benar, hanya sebagian dari jumlah total kejadian dasar yang mendukung kejadian acak. Dalam hal ini, dan oleh karena itu, dan oleh karena itu,

Jadi, probabilitas suatu kejadian memenuhi pertidaksamaan tersebut

Frekuensi relatif suatu kejadian adalah rasio jumlah percobaan dimana kejadian tersebut terjadi dengan jumlah percobaan yang sebenarnya dilakukan.

Jadi, frekuensi relatif kejadian A ditentukan oleh rumus

dimana m adalah banyaknya kejadian, n adalah jumlah percobaan.

Membandingkan definisi probabilitas dan frekuensi relatif, kami menyimpulkan: definisi probabilitas tidak mengharuskan pengujian benar-benar dilakukan; penentuan frekuensi relatif mengasumsikan bahwa pengujian benar-benar dilakukan.

Contoh 3. Dari 80 bagian identik yang dipilih secara acak, 3 bagian cacat teridentifikasi. Frekuensi relatif bagian yang rusak adalah

Contoh 4. Sepanjang tahun, 24 pemeriksaan dilakukan di salah satu fasilitas, dan tercatat 19 pelanggaran hukum. Frekuensi relatif pelanggaran hukum adalah

Pengamatan jangka panjang menunjukkan bahwa jika eksperimen dilakukan dalam kondisi yang sama, yang masing-masing jumlah pengujiannya cukup besar, maka frekuensi relatifnya sedikit berubah (semakin sedikit, semakin banyak pengujian yang dilakukan), berfluktuasi di sekitar konstanta tertentu. nomor. Ternyata angka konstan tersebut adalah peluang terjadinya suatu peristiwa.

Jadi, jika frekuensi relatif ditentukan secara eksperimental, maka angka yang dihasilkan dapat diambil sebagai perkiraan nilai probabilitas. Ini adalah definisi statistik dari probabilitas.

Sebagai kesimpulan, mari kita lihat definisi geometris dari probabilitas.

Jika ruang kejadian elementer dianggap sebagai luas tertentu pada suatu bidang atau ruang, dan A sebagai himpunan bagiannya, maka peluang kejadian A dianggap sebagai perbandingan luas atau volume A dan, dan akan dicari sesuai dengan rumus berikut:

Pertanyaan untuk pengulangan dan kontrol:

1. Hukum alam dan masyarakat dibagi menjadi kelas apa menurut bentuk manifestasi hubungan sebab akibat?

2. Jenis acara apa saja yang dapat dibagi?

3. Apa pokok bahasan teori probabilitas?

4. Apa yang anda ketahui tentang sejarah perkembangan teori probabilitas?

5. Apa pentingnya teori probabilitas bagi permasalahan ekonomi dan teknis?

6. Apa yang dimaksud dengan eksperimen, tes, kejadian dasar, dan kejadian, bagaimana sebutannya?

7. Apa yang disebut dengan ruang kejadian dasar?

8. Bagaimana peluang suatu kejadian ditentukan?

9. Sifat-sifat probabilitas apa yang kamu ketahui?

10. Apa yang Anda ketahui tentang frekuensi relatif suatu peristiwa?

11. Apa inti dari definisi statistik tentang probabilitas?

12. Apa definisi geometri dari probabilitas?

Biografi dan karya A.N

Teori probabilitas dasar adalah bagian dari teori probabilitas di mana kita harus berurusan dengan probabilitas dari sejumlah kejadian yang terbatas. Teori probabilitas sebagai disiplin matematika...

Ruang vektor. Memecahkan masalah pemrograman linier secara grafis

Sekarang mari kita lihat beberapa masalah pemrograman linier dan selesaikan secara grafis. Soal 1. maks Z = 1+ - , . Larutan. Perhatikan bahwa setengah bidang yang ditentukan oleh sistem pertidaksamaan masalah ini tidak memiliki titik persekutuan (Gambar 2)