Ehtimol va uni hisoblash usullari



Download 385,07 Kb.
bet12/21
Sana22.01.2022
Hajmi385,07 Kb.
#401231
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   21
Bog'liq
amaliy matematika mustaqil 2 Ehtimol va uni hisoblash usullari...

23.7- teorema. (Muavr — Laplasning lokal teoremasi). Agar Bernulli sxemasida p etarlicha katta bo`lib, har bir sinashda A hodisaning ro`y berish ehtimoli r (0Rp(k) ehtimol uchun ushbu


taqribiy formula o`rinli bo`ladi.

Agar


Рn k   1 e
х

k np 2

2np1 p
(23.21)


deyilsa, u holda
k np2

х2




2np1  p 2

bo`lib, yuqoridagi (23.20) formula quyidagi ko`rinishga keladi.

  • х 2



  • х 2




Рn k   1 e 2

1 1 e 2




Ushbu

х 

  1. eх2 2 belgilash kiritsak, u holda


Рn k  

1 х.
(23.21)

Bu erda  х juft funktsiya bo`lib, uning qiymatlari uchun jadvallar tuzilgan

Misol. Har bir ekilgan chigitni unib chiqish (A hodisa) ehtimoli o`zgarmas bo`lib, R(A) = r = 0,8 ga teng bo`lsa, ekilgan 100 ta chigitdan unib chiqqanlar soni 85 ta bo`lish ehtimolini toping.

echish. Masala shartiga ko`ra p = 100, r = R(A) = 0,8, q = 1 - r = 0,2, k = 85. Ravshanki, talab qilingan R100 (85) ehtimolni Bernulli formulasi bilan

Р100 85 

100!



85!85!

0,885  0,215

aniq hisoblash (n – katta bo`lgan holda) juda qiyin, bunday holda



r - o`zgarmas (0

х  

85 100  0,8

100  0,8  0,2

5  1,25.



4

Muavr — Laplasning lokal teoremasiga asosan

Р100 85 

1

100  0,8  0,2

1,25  1 1,25.

4


Ilovadagi jadvaldan

1,25  0,1826

ekanligidan, talab qilingan ehtimollik



Р100 85  1  0,1826  0,0456

4

bo`ladi.



Mazkur bobning 7-§ da p ta erkli tajribada A hodisaning kami bilan k1 marta va ko`pi bilan k2 marta ro`y berish hodisasi k1    k2 ning ehtimoli bo`lishini ko`rgan edik.

k2

Рn k1    k2

Pn m

mk1

Muavr — Laplasning integral teoremasn p etarlicha katta bo`lganda Рn k1    k2

ehtimolni taqribiy ifodalovchi formulani beradi.



23.8-teorema. Bernulli sxemasida lokal teorema shartlari Рn k1    k2

uchun ushbu

ehtimol


Рn k1    k2 1

taqribiy formula o`rinli bo`ladi, bu erda 0 < r < 1.

Ushbu


  • x 2



e 2 dx


1
x

x e

0

t 2





  1. dt

(23.23)


Laplas funktsiyasi toq funktsiya bo`lib, x ning turli qiymatlariga integralning mos qiymatlari jadvali tuzilgan

Misol. Tavakkaliga olingan pillaning yaroqsiz chiqish ehtimoli 0,2 ga teng. Tasodifan olingan 400 ta pilladan 70 tadan 130 tagacha yaroqsiz bo`lish ehtimoli topilsin.

echish. Shartga ko`ra p = 400, k1 = 70, k2 = 130, r = 0,2, q = 1 - r = 0,8 bo`ladi. Ravshanki,

x

70  400  0,2

400  0,21  0,21  0,2

  10  1,25; 8

х  6,25.

Yuqorida keltirilgan (23.24) formulaga muvofiq izlanayotgan ehtimol taxminan

Рn k1    k2  Р40070    130 6,25 1,25

bo`ladi. Jadvaldan hamda x ning toq funktsiyaligini e`tiborga olib quyidagilarni topamiz:

F(-1,25) = -0,39435, F(6,25) = 0,5

(2-ilovaga qaralsin), u holda



Р40070    130 0,5   0,39435  0,89435

bo`ladi. Demak, izlanayotgan ehtimollik

Р40070    130 0,89435.

Faraz qilaylik, p ta erkli tajribada A hodisa  marta ro`y bersin. Har bir tajribada A hodisaning



ro`y berish ehtimoli r (0
bo`lsin. Ma`lumki,

miqdor A hodisaning nisbiy chastotasi bo`ladi.

n

Yuqorida keltirilgan Muavr—Laplasning integral teoremasidan foydalanib, nisbiy chastota

ning o`zgarmas ehtimol r dan chetlanish ehtimolini topish mumkin:

n

  0

ehtimoli uchun

olinganda ham ushbu

p  

n

tengsizlik orqali ifodalanadigan hodisaning



n

Р p    2 

p1 p

 

taqribiy formula o`rinli bo`lishini ko`rsatamiz.

Ravshanki,


p  

n

    p  



n

  



np

n


 

Demak,


   

P p   P 

np
(23.25)




n
  

 



Muavr—Laplasning integral teoremasidan foydalanib topamiz:





P 



np


1 x 2 2

1





n

ex 2

2dx

e

0

dx  2



p1  p.




Bu holda (23.25) munosabatdan

p n

P

n

   2 



p1  p

(23.26)


 

bo`lishi kelib chiqadi. Bu formuladai , p va ehtimol qiymatlarini topish mumkin.



Misol. A—tangani tashlash tajribasida tanganing gerbli tomoni bilan tushish xodisasi

bo`lsin. Tangani 400 marta tashlanganda A xodisa nisbny chastotasi

ning 0,5 ehtimoldan 400

absolyut kiymat bo`yicha chetlanishi 0,08 dan kichik bo`lish ehtimolini toping.

echish. Shartga ko`ra p=400, r=0,5,  = 0,08. U holda (23.26) formulaga asosan:

  400

P  0,5

 0,8  2 0,08 

 23,2.

0,5  0,5

 

Jadvaldan F(3,2) = 0,49931 ni olsak,

bo`ladi.


P


400


 0,5





0,8  0,99862




7- §. Puasson teoremasi

Biz yuqorida o`rgangan Bernulli sxemasida p ta erkli tajribada A hodisaning k marta ro`y berishi ehtimoli Bernulli formulasi bilan hisoblanishini ko`rdik. Bernulli formulasini keltirib chiqarishda A hodisaning har bir tajribada ro`y berish ehtimoli o`zgarmas va u r ga teng bo`lsin deb olindi (0 < r < 1].

Ko`pgina masalalarda hodisaning ro`y berish ehtimoli r tajribalar soni p ga bog`liq bo`lib, p ning ortib borishi bilan r ning kamayib borishiga bog`langan bo`ladi. Bunday holda Bernulli sxemasi uchun kuyidagi teorema o`rinli bo`ladi.

23.6-teorema. (Puasson teoremasi). Agar Bernulli sxemasida n da r0 va pr (>0)

bo`lsa, u holda n da ushbu munosabat o`rinli bo`ladi:

   k    k




Рn k

e yoki

k!

Рn k k! e .

(23.16)


Bu taqribiy formulani Puasson formulasi deyiladi.


n

k! n k !
Isbot. Ma`lumki, p ta o`zaro erkli tajribada A hodisaning k marta ro`y berish ehtimoli


n
Рn k   Ck рk 1 рnk

bo`ladi, bunda Сk



n! . Keyingi tenglikni quyidagicha yozib olamiz:

Сk n! 1 2 3...n k n k 1...n nn 1...n k 1

n k!n k ! k!1 2  3...n k k!

n n1  1 n1  2 ...n1  k 1




n   n  

n nk

1 

2   k 1

    

1 

1 

...1  .

k!

Bu tenglikdan esa



k!

n 

n   n

k! Сk 1 1 1 2 ...1 k 1




(23.17)

bo`lishi kelib chiqadi.



nk n

   




n



n
   n

Endi 0  ak  1

1  k n, n  1 sonlar uchun o`rinli bo`lgan ushbu



1  a1 1  a2 ...1  an   1  a1 a2  ...  an

sodda tengsizlikdan foydalanib topamiz.

1  1 1  2 ...1  k 1  1  1 2  ...  k 1.



Ravshanki,

 

 


    


n

n

n

n

n
    n

1 2  ...  k 1 1 1  2  ...  k 1  1 k 1k kk 1.

Demak,


n n n n

n 2 2n

1 1 1 2 ...1 k 1 1 kk 1.
(23.18)


n

n

n
 

 


  

   2n



Natijada (23.17), (23.18) munosabatlardan

k! Сk 1 kk 1

nk n 2n

bo`lishi kelib chiqadi. Agar

k! Сk  1 ekanligini e`tiborga olsak, u holda


nk n

1 k k 1 k! Сk 1

bo`lishini, ya`ni

2n nk n


nk

kk 1k nk




1 

k!

Сn

2n k!



bo`lishini topamiz. Bu tengsizlikni hosil bo`ladi:

pk 1  pnk

ga ko`paytirsak, unda quyidagi tengsizliklar







kk 1nk

k  

nk

k k

nk nk

k  

nk

Demak


1 2n

k! р 1 p

Сn р 1 p

р 1 p .

k!

kk 1nk

k  

nk

   nk

k  

nk





1 2n

k! р 1 p

Pn k

р 1 p .

k!

(23.19)

Endi shu tengsizlikda qatnashuvchi

n pk 1 


k
k!

pnk
ifodani quyidagicha yozamiz:



k
n pk 1 

k!

nk npk


1

p
k!

pk 1 



pn


n np


npk k

np n

npk k

np np

 1  p

k!

1 

n



1  p



k!

1  .





n

 


Agar n da pr,



1 kk 1 1, 2n

1  pk  1

p  0 va

npk



1  pk 1  np

  • n np

np

k


e





k!



n k!



bo`lishini e`tiborga olsak, unda (23.19) munosabatdan

Рn k  

Ck р

k 1 

nk k 


e

р
k!


n
bo`lishini topamiz. Teorema isbotlandi.

Puasson formulasi tajribalar soni etarlicha katta bo`lib, har bir tajribada hodisaning ro`y

berish ehtimoli r etarlicha kichik bo`lganda Рn k  ehtimolni taqribiy hisoblashga imkon beradi.

Misol. Darslik 200000 nusxada bosib chiqarilgan. Darslikning yaroqsiz (brak) bo`lish ehtimoli 0,00005 ga teng. Bu tirajda rosa beshta yaroqsiz kitob bo`lish ehtimoli topilsin.

echish. Shartga ko`ra n = 200000, r = 0,00005, k = 5. U holda pr=2000000,00005

= 10 bo`lib, (23.16) formulaga asosan



Рn k  

k 


e
k!

105

5!

e10

 0,0375



bo`ladi. Demak, izlanayotgan ehtimol Р200000 5  0,0375 bo`ladi.

8-§. Diskret tasodifiy miqdorlar

 diskret tasodifiy miqdor bo`lib, uning qabul qilishi mumkin bo`lgan qiymatlari x1, x2,

…, xp bo`lsin.

Agar  tasodifiy miqdorning qabul qilishi mumkin bo`lgan qiymatlarining ehtimollari ma`lum bo`lsa,  diskret tasodifiy miqdorning taqsimoti berilgan deyiladi.



Aytaylik,  diskret tasodifiy miqdor x1, x2, , xp qiymatlarni mos ravishda r1, r2,

, rp ehtimollar bilan qabul qilsin:



Р  х1   р1, Р  х2   р2 , ..., Р  хn   рn .

Bu ma`lumotlardan foydalaiib quyidagi jadvalni tuzamiz:





X1

x2



xp

R(   xk )

R1

r2



Rn

Bu jadvalning birinchi satrida  tasodifiy miqdorning qabul qilishi mumkin bo`lgan qiymatlari, ikkinchi satrida esa ularga mos ehtimollari yozilgan.

Ravshanki:

  х1,   х2, ...,   хn

hodisalar bir-biriga bog`liq bo`lmagan hodisalar bo`lib, tasodifiy miqdor, albatta bitta qiymatni qabul qilishi kerak bo`lgani uchun



  х1   х2 ...    хn  U

bo`ladi {U — muqarrar hodisa).

Qo`shish teoremasidan foydalanib topamiz:


n

P  х1 P  х2 ...P  хn  PU .

Natiyjada r1 + r2 +…+ rp =1, ya`ni pk  1 tenglikka kelamiz. Bu esa  tasodifiy

k 1

miqdorning qabul qilishi mumkin bo`lgan barcha qiymatlari ehtimollarining yig`indisi 1 ga teng bo`lishini bildiradi.



Diskret tasodifiy miqdor uchun kiritilgan yuqoridagi (24.1) jadval tasodifiy miqdorni to`la tavsiflab beradi. Shuning uchun ham (24.1) jadval  diskret tasodifiy miqdor extimollarining taqsimot

konuni deb ataladi.

Diskret tasodifiy miqdorning ba`zi muhim taqsimot qonunlarini keltiramiz.



p ta o`zaro erkin tajriba o`tkazilgan bo`lib, har bir tajribada A hodisaning ro`y berish ehtimoli o`zgarmas r ga teng bo`lsin. Bunday tajribada A hodisaning k marta ro`y berish ehtimoli


n
Рn k   Ck рk 1  рnk

ga teng edi: Bu holda diskret tasodifiy miqdor  ning qabul qilishi



mumkin bo`lgan qiymatlari  : 0, 1, 2, …, p bo`ladi: Ravshanki, tasodifiy miqdor bu qiymatlarni mos ravishda ushbu


n
Рn k   Рn   k   Ck рk 1 рnk ,


k  0, n

ehtimollar bilan qabul qiladi hamda Natijada ushbu




Pn k   p qn  1 .

k 0

  k

0

1

2



k



n

Рn k   Рn   k

1  рn

C1 p1 рn1

n

C 2 p2 1 рn2

n




Ck pk 1  рnk n



pn

jadvalga ega bo`lamiz. Odatda bu jadval binomial taqsimot deb ataladi.



Misol. Ekilgan har bir chigitning unib chiqish ehtimoli 0,8 ga teng bo`lsa, ekilgan 3 ta chigitdan unib chiqqan chigitlar sonining qonuni tuzilsin.

echish. Ekilgan har bir chigit unib chiqishi ham, unib chiqmasligi ham mumkin. Ekilgan 3 ta chigitdan unib chiqishlar soni tasodifiy miqdor bo`lib, u 0, 1, 2, 3 qiymatlarni qabul qilishi mumkin. Bu qiymatlarni qabul qilish ehtimoli Bernulli formulasi yordamida topiladi:


3
Р3   0  С 0 р01  р3  0,80  0,23  0,008,


3

3

3
Р3   1  С1 р1  р2  3  0,8 0,22  0,096, Р3   2  С 2 р21  р  3  0,82  0,2  0,384, Р3   0  С3 р31  р0  0,83  0,20  0,512.

Demak, ekilgan 3 ta chigitdan unib chiqishlar soni  tasodifiy mikdorning taqsimot qonuni quyidagicha bo`ladi:





0

1

2

3

R

0,008

0,096

0,384

0,512

Ravshanki, bu ehtimollar yig`indisi:

0,008 + 0,096 + 0,384 + 0,512 = 1.



24.1-eslatma.  tasodifiy miqdor 0, 1, 2, 3, ... qiymatlarni ushbu

ehtimollar bilan qabul qilsin.



Р 

ke


k
k!

(k = 0, 1, 2, ...)



Natijada quyidagi taqsimot jadvali hosil bo`ladi.



0

1

2



Р   k

е

е

2 

е

2!




Bu jadval Puasson taqsimoti deb ataladi. Bu erda

ke

 k

  0



k!
Pn k

k 0

e



k 0

e e


k!
k 0

e  1;

chunki qatorlar nazariyasidan:

k






k!
ekanligi ma`lum.

e

k 0


9-§. Uzluksiz tasodifiy miqdorlar.

Biz yukorida diskret tasodifiy miqdor va uning taqsimot qonunini o`rgandik. Agar tasodifiy miqdor

uzluksiz bo`lsa, bu tasodifiy miqdorning qabul qilishi mumkin bo`lgan qiymatlari biror а; boraliqni

tashkil etadi. Binobarin bu holda tasodifiy miqdorning taqsimot qonunini yuqoridagi o`xshash jadval shaklida yozib bo`lmaydi.

Faraz qilaylik,  ixtiyoriy tasodifiy miqdor, x esa biror haqiqiy son bo`lsin. Qaralayotgan tasodifiy

miqdor uchun ushbu {  x } hodisani qaraylik. Bu tajriba natijasida ro`y bergan miqdorning x sondan kichik bo`lish hodisasini bildiradi. Endi shu hodisaning ehtimoli

P  x

ni qaraylik. Ravshanki, bu ehtimol olingan x haqiqiy songa bog`liq, ya`ni x ning funktsiyasi bo`ladi.

Odatda P  x ehtimol bilan aniqlangan funktsiya  tasodifiy miqdorning taqsimot funktsiyasi deb


ataladi va G` (x) kabi belgilanadi:

G` (x)= P  x. (24.2)




-1

0

2

2,5

P  x

0,2

0,3

0,4

0,1



Misol. Ushbu jadval bilan berilgan  diskret tasodifiy miqdor taqsimot qonunining taqsimot funktsiyasi topilsin:

Jadvaldan ko`rinadiki,  tasodifiy miqdorning qabul qilishi mumkin bo`lgan qiymatlari —1, 0, 2, 2,5 bo`ladi. Bu sonlarni son o`qida yasaymiz.

- 1, 0, 1, 2, 2,5

Aytaylik, x  - 1 bo`lsin. Unda {   x } hodisasi mumkin bo`lmagan hodisa bo`ladi. {  x }=V.

Chunki bu holda tasodifiy miqdoriing   x tengsizlikni qanoatlantiruvchi bitta ham qiymati yo`q. Demak,

G`(x)=R{   x }=R(V)=0

bo`ladi. Endi -1 < x  0 bo`lsin. Bu holda {   x } hodisasi {   x }={  =-1) bo`ladi. Bundan esa



G`(x)=R{   x }=R(  =-1)=0,2

kelib chiqadi.

Endi 0< x  2 bo`lsin. Bu holda {   x } hodisasi

{   x }={  =-1}{  =0}

bo`lib, bo`ladi.
bo`lib, bo`ladi.
bo`ladi.
G`(x)=R{   x }=R(  =-1)+R{  =0}= 0,2 + 0,3 = 0,5
Faraz qilaylik, 2 < x  2,5 bo`lsin. Bu xolda hodisa

{   x }={  =1}{  =0}{  =2}
G`(x)=R{   x }=R{  =-1}+R{  =0}+R{  =2}= 0,2 + 0,3 + 0,4 = 0,9
Va, nihoyat, x > 2,5 bo`lganda {   x } bo`lib,

G`(x)=R{   x }=R{U} = 1
Shunday qilib, qaralayotgan tasodifiy miqdorning taqsimot funktsiyasi



bo`ladi.

0,



0,2


0,5
F x 



0,9

1,

агар агар агар агар агар

х  1

1  х  1 0  х  2

2  х  2,5



х  2,5

булса, булса, булса, булса, булса


10-§. Tasodifiy miqdorning sonli xarakteristikasi

Tasodifiy miqdor taqsimot qonunining berilishi shu tasodifiy miqdor haqida to`liq ma`lumot beradi. Ammo ba`zi hollarda tasodifiy miqdor to`g`risida ayrim, yig`ma ma`lumotlarni bilish lozim bo`ladi. Bunda tasodifiy miqdorning sonli xarakteristikalari — tasodifiy miqdorning matematik kutilishi va dispersiyasi tushunchalari muhim rol o`ynaydi. Biz quyida shu tushunchalar bilan tanishamiz.

Biror  diskret tasodifiy mikdor berilgan bo`lib, u x1, x2, …, xp qiymatlarni mos ravishda

r1, r2, …, rp ehtimollar bilan qabul qilsin:

24.1-ta`rif. Ushbu





х1 р1 х2 р2  ...  хn рn хk рk

k 1

yig`indisi  diskret tasodifiy mikdorning matematik kutilishi deb ataladi va M




M  х1 р1 х2 р2  ...  хn рn хk рk

k 1

kabi belgilanadi:


(25.1)

Demak, diskret tasodifiy mikdorning matematik kutilishi bu tasodifiy miqdorning qabul qilishi mumkin bo`lgan barcha qiymatlarini ularning mos ehtimollariga ko`paytmalari

yig`indisidan iborat.

Tasodifiy miqdor matematik kutilishining ma`nosini anglash uchun bitta masalani qaraymiz.

Faraz qilaylik, n ta tajriba o`tkazilgan bo`lib, bunda  tasodifiy mikdor x1, x2, …, xk qiymatlarni mos ravishda m1, m2, …, mk martadan qabul qilgan bo`lsin. Ravshanki, m1+m2+…+mk = n.



Qaralayotgan  tasodifiy mikdor qabul qilgan qiymatlarining o`rta arifmetik qiymati (uni

х bilan belgilaylik)

x1m1 x2m2  ...  xkmk n

ga teng bo`ladi. Bu miqdorni quyidagicha yozish mumkin:



x x1m1 x2m2  ...  xkmk

x1 m1 x2 m2  ...  xk mk .

n n n n

Agar

mi (i = 1, 2, …, k) ni {   хi } hodisaning nisbiy chastotasi Wi n

ekanini hamda bu



nisbiy chastota {  хi } hodisasining ehtimoli ri {R{   хi } = ri) dan kam farq qilishini (Wi pi )

e`tiborga olsak, unda




x x1 m1 x2 m2  ...  xk mk

x1W1 x2W2  ...  xkWk

n n n

ekanini topamiz. Demak,

x1 p1 x2 p2  ...  xk pk  M


x M .


Bu munosabat  tasodifiy miqdorning matematik qutilishi shu tasodifiy miqdor kuzatilayotgan qiymatlarining o`rta arifmetik qiymatiga taqriban teng ekanini ko`rsatadi

(shuning uchun ham M ni ko`pincha  tasodifiy miqdorning o`rtacha qiymati deb yuritiladi).



Misollar. 1. Binomial qonun bilan taqsimlangan tasodifiy miqdorning matematik kutilishi topilsin.


n

n

n

n
echish. Bu holda, ma`lumki,  diskret tasodifiy miqdor 0,1,2,…,k,…,p qiymatlarni mos ravishda


n
С 0 p0 1  pn0 ,

С1 p1  pn1,

...,


Сk pk 1  pnk ,

...,


Сn1 pn11  p,

Сn pn 1  p0

ehtimollar bilan qabul qiladi.

 diskret tasodifiy miqdorning matematik kutilishi ta`rifga binoan



M  0  С 0 p0 1  pn0 1 С1 p1  pn1  ...  k pk 1  pnk


n

n
n n n

n n n

bo`ladi.


  • ... n pn 1  pnn k pk 1  pnk k pk 1  pnk

k 0 k 1

Endi bu tenglikning o`ng tomonidagi yig`indini hisoblaymiz.




Download 385,07 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   8   9   10   11   12   13   14   15   ...   21




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish