ТВиМС_Лекция 3_Повторные независимые испытания

Содержание

Слайд 2

На практике часто проводятся серии экспериментов, независимых относительно некоторого события А.

На практике часто проводятся серии экспериментов, независимых относительно некоторого события А. Это
Это означает, что вероятность наступления события А в каждом отдельном эксперименте не зависит от исходов других экспериментов серии. В результате каждого эксперимента событие А может либо наступить, либо не наступить. Пусть вероятность наступления события А для всех экспериментов серии одинакова и равна p. Значит, вероятность наступления противоположного события Ā тоже постоянна для всех экспериментов серии и равна q = 1 − p. Поставим задачу: найти вероятность того, что в серии из n независимых испытаний событие А наступило ровно m раз и, следовательно, не наступило n − m раз.

2

Пролог

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Слайд 3

§1. Формула Бернулли

Теорема.
Вероятность того, что событие А наступит m раз

§1. Формула Бернулли Теорема. Вероятность того, что событие А наступит m раз
в n независимых испытаниях равна
Доказательство.

3

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Слайд 4

Пример 1

Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки
качества.
Событие А : выбрана бракованная

Пример 1 Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки качества. Событие А :
деталь.
n=5 – число выбранных для проверки деталей (число всех проведённых экспериментов).
m=3 – число бракованных деталей среди отобранных на проверку (число наступлений события А).

4

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Ответ: ≈0,05

Слайд 5

5

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Якоб Бернулли
(1655-1705)

Формула Бернулли названа в честь её автора

5 Лекция 3. Повторные независимые испытания Якоб Бернулли (1655-1705) Формула Бернулли названа
– выдающегося математика, одного из основателей теории вероятностей и математического анализа Якоба Бернулли.
Он является старшим представителем знаменитой швейцарской династии учёных.

§1. Формула Бернулли

Слайд 6

Определение.
Наивероятнейшим числом наступления события А в серии n независимых экспериментов

Определение. Наивероятнейшим числом наступления события А в серии n независимых экспериментов называется
называется число m0 для которого вероятность наступления события А не меньше чем для остальных событий серии экспериментов и определяется условием
Доказательство.

6

Лекция 3. Повторные независимые испытания

§1. Формула Бернулли

Слайд 7

Доказательство.

7

Лекция 3. Повторные независимые испытания

§1. Формула Бернулли

Доказательство. 7 Лекция 3. Повторные независимые испытания §1. Формула Бернулли

Слайд 8

Пример 2

8

Ответ: от 14 до 19

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Эксперимент: выбрать наугад

Пример 2 8 Ответ: от 14 до 19 Лекция 3. Повторные независимые
деталь для проверки
качества.
Событие А : выбрана бракованная деталь.
n=? – число выбранных для проверки деталей (число всех проведённых экспериментов).
m0=3 – наивероятнейшее число бракованных деталей среди отобранных на проверку (наивероятнейшее число наступлений события А).

Слайд 9

§2. Формула Пуассона

Теорема.
Если при неограниченном увеличении числа испытаний n вероятность

§2. Формула Пуассона Теорема. Если при неограниченном увеличении числа испытаний n вероятность
р наступления события А в каждом испытании стремится к нулю, а произведение np стремится к постоянному числу λ , то вероятность того, что событие А наступит m раз в n независимых испытаниях удовлетворяет равенству
При постоянных и малых p, когда λ = np 10 из теоремы вытекает формула Пуассона

9

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Слайд 10

Доказательство.

10

Лекция 3. Повторные независимые испытания

§2. Формула Пуассона

Доказательство. 10 Лекция 3. Повторные независимые испытания §2. Формула Пуассона

Слайд 11

Пример 3

Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки
качества.
Событие А : выбрана бракованная

Пример 3 Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки качества. Событие А :
деталь.
n=50 – число выбранных для проверки деталей (число всех проведённых экспериментов) – велико.
m=3 – число бракованных деталей среди отобранных на проверку (число наступлений события А).

11

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Ответ: ≈0,06

Слайд 12

12

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Симеон Дени Пуассон
(1781-1840)

В 1837 году была опубликована работа французского

12 Лекция 3. Повторные независимые испытания Симеон Дени Пуассон (1781-1840) В 1837
математика Пуассона «Исследования о вероятности приговоров в уголовных и гражданских делах».
В ней было введено дискретное распределение с плотностью вероятности 

§2. Формула Пуассона

Слайд 13

§3. Локальная теорема Муавра-Лапласа

Теорема.
Если вероятность р наступления события А в

§3. Локальная теорема Муавра-Лапласа Теорема. Если вероятность р наступления события А в
каждом испытании постоянна, отлична от 0 и 1, то вероятность того, что событие А наступит m раз в n независимых испытаниях при достаточно большом числе n, приближённо равна
где - функция Гаусса,

13

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Слайд 14

§3. Локальная теорема Муавра-Лапласа
Свойства функции Гаусса :
Замечание 1.
Замечание 2.

14

Лекция 3. Повторные независимые

§3. Локальная теорема Муавра-Лапласа Свойства функции Гаусса : Замечание 1. Замечание 2.
испытания

Слайд 15

Пример 4

Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки
качества.
Событие А : выбрана бракованная

Пример 4 Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки качества. Событие А :
деталь.
n=200 – число выбранных для проверки деталей (число всех проведённых экспериментов) – велико.
m=20 – число бракованных деталей среди отобранных на проверку (число наступлений события А).

15

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Ответ: ≈0,01%

Слайд 16

16

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Абрахам де Муавр
(1667-1754)

Английский математик французского происхождения Абрахам де

16 Лекция 3. Повторные независимые испытания Абрахам де Муавр (1667-1754) Английский математик
Муавр в 1738 году во втором издании работы «Доктрина случайностей» впервые ввёл функцию нормального распределения и доказал первый частный случай центральной предельной теоремы.

§3. Локальная теорема Муавра-Лапласа

Слайд 17

17

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Пьер Симон Лаплас
(1749-1827)

Большинство результатов де Муавра вскоре были

17 Лекция 3. Повторные независимые испытания Пьер Симон Лаплас (1749-1827) Большинство результатов
перекрыты трудами французского математика Пьера Симона, маркиза де Лапласа. После обобщения Лапласом в 1812 году теорема получила название теоремы Муавра-Лапласа. Степень возможного влияния де Муавра на Лапласа неясна.

§3. Локальная теорема Муавра-Лапласа

Слайд 18

§4. Интегральная теорема Муавра-Лапласа

Теорема.
Если вероятность р наступления события А в

§4. Интегральная теорема Муавра-Лапласа Теорема. Если вероятность р наступления события А в
каждом испытании постоянна, отлична от 0 и 1, то вероятность того, что число m наступлений события А в n независимых испытаниях заключено в диапазоне от a до b, при достаточно большом числе n приближённо равна
где − функция Лапласа,

18

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Слайд 19

Свойства функции Лапласа :
Замечание 1.
Замечание 2.

19

Лекция 3. Повторные независимые испытания

§4. Интегральная теорема

Свойства функции Лапласа : Замечание 1. Замечание 2. 19 Лекция 3. Повторные
Муавра-Лапласа

Слайд 20

Пример 5

Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки
качества.
Событие А : выбрана бракованная

Пример 5 Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки качества. Событие А :
деталь.
n=200 – число выбранных для проверки деталей (число всех проведённых экспериментов) – велико.
– число бракованных деталей среди отобранных на проверку (число наступлений события А)

20

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Слайд 21

Пример 5

21

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Ответ: ≈0,02%

Пример 5 21 Лекция 3. Повторные независимые испытания Ответ: ≈0,02%

Слайд 22

§5. Следствия интегральной теоремы

22

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Следствие 1.
Если вероятность р

§5. Следствия интегральной теоремы 22 Лекция 3. Повторные независимые испытания Следствие 1.
наступления события А в каждом испытании постоянна, отлична от 0 и 1, m – число наступлений события А в серии n независимых испытаний, то при достаточно большом значении n при ε>0 справедливо приближённое равенство

Слайд 23

Пример 6

Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки
качества.
Событие А : выбрана бракованная

Пример 6 Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки качества. Событие А :
деталь.
n=200 – число выбранных для проверки деталей (число всех проведённых экспериментов) – велико.
– число бракованных деталей среди отобранных на проверку (число наступлений события А)

23

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Слайд 24

Пример 6

24

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Ответ: ≈0,08

Пример 6 24 Лекция 3. Повторные независимые испытания Ответ: ≈0,08

Слайд 25

25

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Следствие 2.
Если вероятность р наступления события А

25 Лекция 3. Повторные независимые испытания Следствие 2. Если вероятность р наступления
в каждом испытании постоянна, отлична от 0 и 1, m – число наступлений события А в серии n независимых испытаний, то при достаточно большом значении n справедливо приближённое равенство
где – частость события А,

§5. Следствия интегральной теоремы

Слайд 26

Пример 7

Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки
качества.
Событие А : выбрана бракованная

Пример 7 Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки качества. Событие А :
деталь.
n=200 – число выбранных для проверки деталей (число всех проведённых экспериментов) – велико.
– доля бракованных деталей среди
отобранных на проверку (частость события А).

26

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Слайд 27

Пример 7

27

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Ответ: ≈0,02%

Пример 7 27 Лекция 3. Повторные независимые испытания Ответ: ≈0,02%

Слайд 28

28

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Следствие 3.
Если вероятность р наступления события А

28 Лекция 3. Повторные независимые испытания Следствие 3. Если вероятность р наступления
в каждом испытании постоянна, отлична от 0 и 1, m – число наступлений события А в серии n независимых испытаний, то при достаточно большом значении n при ε>0 справедливо приближённое равенство
где – частость события А.

§5. Следствия интегральной теоремы

Слайд 29

Пример 8

Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки
качества.
Событие А : выбрана бракованная

Пример 8 Эксперимент: выбрать наугад деталь для проверки качества. Событие А :
деталь.
n=200 – число выбранных для проверки деталей (число всех проведённых экспериментов) – велико.
– доля бракованных деталей среди
отобранных на проверку (частость события А).

29

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Слайд 30

Пример 8

30

Лекция 3. Повторные независимые испытания

Ответ: ≈100%

Пример 8 30 Лекция 3. Повторные независимые испытания Ответ: ≈100%
Имя файла: РўР’РёРњРЎ_Лекция-3_Повторные-независимые-испытания.pptx
Количество просмотров: 18
Количество скачиваний: 0