Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ

Непрерывной случайной величиной называют случайную величину, значения которой сплошь заполняют некоторый интервал.

Например, рост человека ‒ непрерывная случайная величина.

Функцией распределения случайной величины называют вероятность того, что случайная величина Х принимает значения, меньшие х.

F(x) = P(X Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Геометрически формула F(x) = P(X Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru означает, что все значения Х будут находиться, левее х. Функция F(x) называется интегральной функцией.

Пример.

Составить закон распределения числа библиотек, посещенных студентом в поисках нужной кни ъги, если число библиотек в городе равно 5. А вероятность наличия этой книги равна 0,3. При Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru Найти функцию распределения.

Решение:

Составим закон распределения:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru
Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru 0,3 0,21 0,147 0,1029 0,2401

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Проверка:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Найдем функцию распределения:

1. Если Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

2. Если Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

3. Если Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

4. Если Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

5. Если Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

6. Если Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Плотностью вероятности непрерывной случайной величины f (x) называется производная от функции распределения этой случайной величины.

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Следовательно, F(x) первообразная для f (x).

Теорема. Вероятность попадания непрерывной случайной величины X в интервал от a до b находится по формуле:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Доказательство.

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Следствие. Если все возможные значения случайной величины

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Математическое ожидание и дисперсия непрерывной случайной величины.

1. Математическое ожидание:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

2. Дисперсия:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Преобразуем эту формулу:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

‒ формула дисперсии для непрерывных случайных величин.

Тогда среднее квадратическое отклонение:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 9. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ВЕЛИЧИН.

Нормальный закон распределения.

Из всех законов распределения для непрерывных случайных величин на практике чаще всего встречается нормальный закон распределения. Этот закон распределения является предельным, то есть все остальные распределения стремятся к нормальному.

Теорема 1.Непрерывная случайная величина распределена по нормальному закону с параметрами а и Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru ,если плотность вероятности имеет вид:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Математическое ожидание случайной величины, распределённой по нормальному закону распределения, равно а, то есть Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru дисперсия Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Теорема 2.Вероятность попадания непрерывной случайной величины, распределенной по нормальному закону распределения в интервал от α до β, находится по формуле:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Пример.

Полагая, что рост мужчин определенной возрастной группы есть нормально распределенная случайная величина X, c параметрами а = 173 и Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru = 36.

Найти:
а) выражение плотности вероятностей и функции распределения случайной величины X;

б) долю костюмов 4-го роста (176 – 182 см) в общем объеме производства.

Решение:

Плотность вероятности нормально распределенной случайной величины:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Доля костюмов 4-го роста (176 – 182 см.) в общем объеме производства определяется по формуле как вероятность

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

0,2417 Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru 100% Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru 24,2%‒доля костюмов 4-го роста в общем объеме производства.

Итак, функция плотности вероятности нормального распределения имеет вид:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

График плотности вероятностей нормального распределения называется гауссовой кривой.

Тогда функция распределения:

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru , т.е.

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru Лекция 8. НЕПРЕРЫВНАЯ СЛУЧАЙНАЯ ВЕЛИЧИНА, ФУНКЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ, ПЛОТНОСТЬ ВЕРОЯТНОСТИ, ВЕРОЯТНОСТЬ ПОПАДАНИЯ В ЗАДАННЫЙ ИНТЕРВАЛ - student2.ru

Наши рекомендации