Подпишись и читай
самые интересные
статьи первым!

Что такое многоугольник распределения дискретной случайной величины. Большая энциклопедия нефти и газа

Ответ: Рассмотрим прерывную случайную величину Х с возможными значениями . Каждое из этих значений возможно, но не достоверно, и величина Х может принять каждое из них с некоторой вероятностью. В результате опыта величина Х примет одно из этих значений, т. е. произойдет одно из полной группы несовместных событий:

Обозначим вероятности этих событий буквами р с соответствующими индексами:

Т. е. распределение вероятностей различных значений может быть задано таблицей распределения, в которой в верхней строке указываются все значения, принимаемые данной дискретной случайной величиной, а в нижней – вероятности соответствующих ей значений. Так как несовместные события (3.1) образуют полную группу, то , т. е. сумма вероятностей всех возможных значений случайной величины равна единице. Распределение вероятностей непрерывных случайных величин нельзя представить в виде таблицы, так как число значений таких случайных величин бесконечно даже в ограниченном интервале. Кроме того, вероятность получить какое-либо определенное значение равна нулю. Случайная величина будет полностью описана с вероятностной точки зрения, если мы зададим это распределение, т. е. в точности укажем, какой вероятностью обладает каждое из событий. Этим мы установим так называемый закон распределения случайной величины. Законом распределения случайной величины называется всякое соотношение, устанавливающее связь между возможными значениями случайной величины и соответствующими им вероятностями. Про случайную величину мы будем говорить, что она подчинена данному закону распределения. Установим форму, в которой может быть задан закон распределения прерывной случайной величины X. Простейшей формой задания этого закона является таблица, в которой перечислены возможные значения случайной величины и соответствующие им вероятности:

x i x 1 x 2 × × × x n
p i p 1 p 2 × × × p n

Такую таблицу мы будем называть рядом распределения случайной величины X.

Рис. 3.1

Чтобы придать ряду распределения более наглядный вид, часто прибегают к его графическому изображению: по оси абсцисс откладываются возможные значения случайной величины, а по оси ординат – вероятности этих значений. Для наглядности полученные точки соединяются отрезками прямых. Такая фигура называется многоугольником распределения (рис. 3.1). Многоугольник распределения, также как и ряд распределения, полностью характеризует случайную величину. он является одной из форм закона распределения. Иногда удобной оказывается так называемая «механическая» интерпретация ряда распределения. Представим себе, что некоторая масса, равная единице, распределена по оси абсцисс так, что в n отдельных точках сосредоточены соответственно массы . Тогда ряд распределения интерпретируется как система материальных точек с какими-то массами, расположенных на оси абсцисс.

  • 2.1. Относительная частота. Устойчивость относительной частоты
  • 2.2. Ограниченность классического определения вероятности. Статистическая вероятность
  • 2.3. Геометрические вероятности
  • 2.4. Теорема сложения вероятностей
  • 2.5. Полная группа событий
  • 2.6. Противоположные события
  • 2.7. Принцип практической невозможности маловероятных событий
  • 2.8. Произведение событий. Условная вероятность
  • 2.9. Теорема умножения вероятностей
  • 2.10. Независимые события. Теорема умножения для независимых событий
  • 2.10. Вероятность появления хотя бы одного события
  • Лекция №3 следствия теорем сложения и умножения
  • 3.1. Теорема сложения вероятностей совместных событий
  • 3.2. Формула полной вероятности
  • 3.3. Вероятность гипотез. Формулы Бейеса
  • 4. Повторение испытаний
  • 4.1. Формула Бернулли
  • 4.2. Предельные теоремы в схеме Бернулли
  • 4.3. Локальная и интегральная теоремы Муавра-Лапласа
  • 4.3. Вероятность отклонения относительной частоты от постоянной вероятности в независимых испытаниях
  • 5. Случайные величины
  • 5.1. Понятие случайной величины. Закон распределения случайной величины
  • 5.2. Закон распределения дискретной случайной величины. Многоугольник распределения
  • 5.3. Биномиальное распределение
  • 5.4. Распределение Пуассона
  • 5.5. Геометрическое распределение
  • 5.6. Гипергеометрическое распределение
  • 6. Математическое ожидание дискретной случайной величины
  • 6.1. Числовые характеристики дискретных случайных величин
  • 6.2. Математическое ожидание дискретной случайной величины
  • 6.3. Вероятностный смысл математического ожидания
  • 6.4. Свойства математического ожидания
  • 6.5. Математическое ожидание числа появлений события в независимых испытаниях
  • 7. Дисперсия дискретной случайной величины
  • 7.1. Целесообразность введения числовой характеристики рассеяния случайной величины
  • 7.2. Отклонение случайной величины от ее математического ожидания
  • 7.3. Дисперсия дискретной случайной величины
  • 7.4. Формула для вычисления дисперсии
  • 7.5. Свойства дисперсии
  • 7.6. Дисперсия числа появлений события в независимых испытаниях
  • 7.7. Среднее квадратическое отклонение
  • 7.8. Среднее квадратическое отклонение суммы взаимно независимых случайных величин
  • 7.9. Одинаково распределенные взаимно независимые случайные величины
  • 7.10. Начальные и центральные теоретические моменты
  • 8. Закон больших чисел
  • 8.1. Предварительные замечания
  • 8.2. Неравенство Чебышева
  • 8.3. Теорема Чебышева
  • 8.4. Сущность теоремы Чебышева
  • 8.5. Значение теоремы Чебышева для практики
  • 8.6. Теорема Бернулли
  • Функция распределения вероятностей случайной величины
  • 9.1. Определение функции распределения
  • 9.2. Свойства функции распределения
  • 9.3. График функции распределения
  • 10. Плотность распределения вероятностей непрерывной случайной величины
  • 10.1. Определение плотности распределения
  • 10.2. Вероятность попадания непрерывной случайной величины в заданный интервал
  • 10.3. Закон равномерного распределения вероятностей
  • 11. Нормальное распределение
  • 11.1. Числовые характеристики непрерывных случайных величин
  • 11.2. Нормальное распределение
  • 11.3. Нормальная кривая
  • 11.4. Влияние параметров нормального распределения на форму нормальной кривой
  • 11.5. Вероятность попадания в заданный интервал нормальной случайной величины
  • 11.6. Вычисление вероятности заданного отклонения
  • 11.7. Правило трех сигм
  • 11.8. Понятие о теореме Ляпунова. Формулировка центральной предельной теоремы
  • 11.9. Оценка отклонения теоретического распределения от нормального. Асимметрия и эксцесс
  • 11.10. Функция одного случайного аргумента и ее распределение
  • 11.11. Математическое ожидание функции одного случайного аргумента
  • 11.12. Функция двух случайных аргументов. Распределение суммы независимых слагаемых. Устойчивость нормального распределения
  • 11.13. Распределение «хи квадрат»
  • 11.14. Распределение Стьюдента
  • 11.15. Распределение f Фишера – Снедекора
  • 12. Показательное распределение
  • 12.1. Определение показательного распределения
  • 12.2. Вероятность попадания в заданный интервал показательно распределенной случайной величины
  • § 3. Числовые характеристики показательного распределения
  • 12.4. Функция надежности
  • 12.5. Показательный закон надежности
  • 12.6. Характеристическое свойство показательного закона надежности
  • 5.2. Закон распределения дискретной случайной величины. Многоугольник распределения

    На первый взгляд может показаться, что для задания дискретной случайной величины достаточно перечислить все ее возможные значения. В действительности это не так: случайные величины могут иметь одинаковые перечни возможных значений, а вероятности их – различные. Поэтому для задания дискретной случайной величины недостаточно перечислить все возможные ее значения, нужно еще указать их вероятности.

    Законом распределения дискретной случайной величины называют соответствие между возможными значениями и их вероятностями; его можно задать таблично, аналитически (в виде формулы) и графически.

    Определение. Любое правило (таблица, функция, график), позволяюшее находить вероятности произвольных событий A S (S – -алгебра событий пространства ), в частности, указывающее вероятности отдельных значений случайной величины или множества этих значений, называется законом распределения случайной величины (или просто: распределением ). Про с.в. говорят, что «она подчиняется данному закону распределения».

    Пусть Х – д.с.в., которая принимает значения х 1 , х 2 , …, x n ,… (множество этих значений конечно или счетно) с некоторой вероятностью p i , где i = 1,2,…, n ,… Закон распределения д.с.в. удобно задавать с помощью формулы p i = P {X = x i }где i = 1,2,…, n ,…, определяющей вероятность того, что в результате опыта с.в. Х примет значение x i . Для д.с.в. Х закон распределения может быть задан в виде таблицы распределения :

    x n

    р n

    При табличном задании закона распределения дискретной случайной величины первая строка таблицы содержит возможные значения, а вторая – их вероятности. такую таблицу называют рядом распределения .

    Приняв во внимание, что в одном испытании случайная величина принимает- одно и только одно возможное значение, заключаем, что события X = x 1 , X = x 2 , ..., X = x n образуют полную группу; следовательно, сумма вероятностей этих событий, т.е. сумма вероятностей второй строки таблицы, равна единице, то есть .

    Если множество возможных значений X бесконечно (счетно), то ряд р 1 + р 2 + ... сходится и его сумма равна единице.

    Пример. В денежной лотерее выпущено 100 билетов. Разыгрывается один выигрыш в 50 руб. и десять выигрышей по 1 руб. Найти закон распределения случайной величины X – стоимости возможного выигрыша для владельца одного лотерейного билета.

    Решение. Напишем возможные значения X : х 1 = 50, х 2 = 1, х 3 = 0. Вероятности этих возможных значений таковы: р 1 = 0,01, р 2 = 0,01, р 3 = 1 – (р 1 + р 2)=0,89.

    Напишем искомый закон распределения:

    Контроль: 0,01 + 0,1 + 0,89 =1.

    Пример. В урне 8 шаров, из которых 5 белых, остальные – черные. Из нее вынимают наудачу 3 шара. Найти закон распределения числа белых шаров в выборке.

    Решение. Возможные значения с.в. Х – числа белых шаров в выборке есть х 1 = 0, х 2 = 1, х 3 = 2, х 4 = 3. Вероятности их соответственно будут

    ;
    ;
    .

    Закон распределения запишем в виде таблицы.

    Контроль:
    .

    Закон распределения д.с.в. можно задать графически, если на оси абсцисс отложить возможные значения с.в., а на оси ординат – вероятности этих значений. ломаную, соединяющую последовательно точки (х 1 , р 1), (х 2 , р 2),… называют многоугольником (или полигоном ) распределения (см. рис. 5.1).

    Рис. 5.1. Полигон распределения

    Теперь можно дать более точное определение д.с.в.

    Определение. Случайная величина Х дискретна , если существует конечное или счетное множество чисел х 1 , х 2 , … таких, что P {X = x i } = p i > 0 (i = 1,2,…) и p 1 + p 2 + р 3 +… = 1.

    Определим математические операции над дискретными с.в.

    Определение. Суммой (разностью , произведением ) д.с.в. Х , принимающей значения x i с вероятностями p i = P {X = x i }, i = 1, 2, …, n , и д.с.в. Y , принимающей значения y j с вероятностями p j = P {Y = y j }, j = 1, 2, …, m , называется д.с.в. Z = X + Y (Z = X Y , Z = X Y ), принимающая значения z ij = x i + y j (z ij = x i y j , z ij = x i y j ) с вероятностями p ij = P {X = x i , Y = y j } для всех указанных значений i и j . В случае совпадения некоторых сумм x i + y j (разностей x i y j , произведений x i y j )соответствующие вероятности складываются.

    Определение. Произведение д.с.в. на число с называется д.с.в. сХ , принимающая значения с x i с вероятностями p i = P {X = x i }.

    Определение. Две д.с.в. Х и Y называются независимыми , если события {X = x i } = A i и {Y = y j } = B j независимы для любых i = 1, 2, …, n , j = 1, 2, …, m , то есть

    В противном случае с.в. называют зависимыми . Несколько с.в. называют взаимно независимыми, если закон распределения любой из них не зависит от того, какие возможные значения приняли остальные величины.

    Рассмотрим несколько наиболее часто употребляемых законов распределения.

    Дискретной называют случайную величину, которая может принимать отдельные, изолированные значения с определенными вероятностями.

    ПРИМЕР 1. Число появлений герба при трех бросаниях монеты. Возможные значения: 0, 1, 2, 3, их вероятности равны соответственно:

    Р(0) = ; Р(1) = ; Р(2) = ; Р(3) = .

    ПРИМЕР 2. Число отказавших элементов в приборе, состоящем из пяти элементов. Возможные значения: 0, 1, 2, 3, 4, 5; их вероятности зависят от надежности каждого из элементов.

    Дискретная случайная величина Х может быть задана рядом распределения или функцией распределения (интегральным законом распределения).

    Рядом распределения называется совокупность всех возможных значений х i и соответствующих им вероятностей р i = Р ( Х = х i ), он может быть задан в виде таблицы:

    х i

    х n

    р i

    р n

    При этом вероятности р i удовлетворяют условию

    р i = 1 , потому, что

    где число возможных значений n может быть конечным или бесконечным.

    Графическое изображение ряда распределения называется многоугольником распределения . Для его построения возможные значения случайной величины (х i ) откладываются по оси абсцисс, а вероятности р i - по оси ординат; точки А i c координатами ( х i ,р i ) соединяются ломаными линиями.

    Функцией распределения случайной величины Х называется функция F (х ), значение которой в точке х равно вероятности того, что случайная величина Х будет меньше этого значения х , то есть

    F (х) = Р (Х< х).

    ФункцияF (х ) для дискретной случайной величины вычисляется по формуле

    F (х)= р i , (1.10.1)

    где суммирование ведется по всем значениям i , для которых х i < х.

    ПРИМЕР 3. Из партии, содержащей 100 изделий, среди которых имеется 10 дефектных, выбраны случайным образом пять изделий для проверки их качества. Построить ряд распределений случайного числа Х дефектных изделий, содержащихся в выборке.

    Решение . Так как в выборке число дефектных изделий может быть любым целым числом в пределах от 0 до 5 включительно, то возможные значения х i случайной величины Х равны:

    х 1 = 0, х 2 = 1, х 3 = 2, х 4 = 3, х 5 = 4, х 6 = 5.

    Вероятность Р (Х = k ) того, что в выборке окажется ровно k (k = 0, 1, 2, 3, 4, 5) дефектных изделий, равна

    Р (Х = k ) = .

    В результате расчетов по данной формуле с точностью 0,001 получим:

    р 1 = Р (Х = 0) @ 0,583; р 2 = Р (Х = 1) @ 0,340; р 3 = Р (Х = 2) @ 0,070;

    р 4 = Р (Х = 3) @ 0,007; р 5 = Р (Х = 4) @ 0; р 6 = Р (Х = 5) @ 0.

    Используя для проверки равенство р k =1, убеждаемся, что расчеты и округление произведены правильно (см. табл.).

    х i

    р i

    ПРИМЕР 4. Дан ряд распределения случайной величины Х :

    х i

    р i

    Найти функцию распределения вероятности F (х ) этой случайной величины и построить ее.

    Решение . Если х £ 10, то F ( х ) = Р (Х < х ) = 0;

    если 10 < х £ 20 , то F ( х ) = Р (Х <х ) = 0,2 ;

    если 20 < х £ 30 , то F ( х ) = Р ( Х < х ) = 0,2 + 0,3 = 0,5 ;

    если 30 < х £ 40 , то F ( х ) = Р (Х < х ) = 0,2 + 0,3 + 0,35 = 0,85 ;

    если 40 < х £ 50 , то F ( х ) = Р (Х < х ) = 0,2 + 0,3 + 0,35 + 0,1=0,95 ;

    если х > 50 , то F ( х ) = Р ( Х < х ) = 0,2 + 0,3 + 0,35 + 0,1 + 0,05 = 1.

    В разделе курса, посвященном основным понятиям теории вероятностей, мы уже ввели в рассмотрение чрезвычайно важное понятие случайной величины. Здесь мы дадим дальнейшее развитие этого понятия и укажем способы, с помощью которых случайные величины могут быть описаны и характеризованы.

    Как уже было сказано, случайной величиной называется величина, которая в результате опыта может принять то или иное значение, неизвестно заранее – какое именно. Мы условились также различать случайные величиныпрерывного (дискретного) и непрерывного типа. Возможные значения прерывных величин могут быть заранее перечислены. Возможные значения непрерывных величин не могут быть заранее перечислены и непрерывно заполняют некоторый промежуток.

    Примеры прерывных случайных величин:

    1) число появлений герба при трех бросаниях монеты (возможные значения 0, 1, 2, 3);

    2) частота появления герба в том же опыте (возможные значения );

    3) число отказавших элементов в приборе, состоящем из пяти элементов (возможнее значения 0, 1, 2, 3, 4, 5);

    4) число попаданий в самолет, достаточное для вывода его из строя (возможные значения 1, 2, 3, …, n, …);

    5) число самолетов, сбитых в воздушном бою (возможные значения 0, 1, 2, …, N, где – общее число самолетов, участвующих в бою).

    Примеры непрерывных случайных величин:

    1) абсцисса (ордината) точки попадания при выстреле;

    2) расстояние от точки попадания до центра мишени;

    3) ошибка измерителя высоты;

    4) время безотказной работы радиолампы.

    Условимся в дальнейшем случайные величины обозначать большими буквами, а их возможные значения – соответствующими малыми буквами. Например, – число попаданий при трех выстрелах; возможные значения: .

    Рассмотрим прерывную случайную величину с возможными значениями . Каждое из этих значений возможно, но не достоверно, и величина Х может принять каждое из них с некоторой вероятностью. В результате опыта величина Х примет одно из этих значений, т.е. произойдет одно из полной группы несовместных событий:



    Обозначим вероятности этих событий буквами p с соответствующими индексами:

    Так как несовместные события (5.1.1) образуют полную группу, то

    т.е. сумма вероятностей всех возможных значений случайной величины равна единице. Эта суммарная вероятностькаким-то образом распределена между отдельными значениями. Случайная величина будет полностью описана с вероятностной точки зрения, если мы зададим это распределение, т.е. в точности укажем, какой вероятностью обладает каждое из событий (5.1.1). Этим мы установим так называемый закон распределения случайной величины.

    Законом распределения случайной величины называется всякое соотношение, устанавливающее связь между возможными значениями случайной величины и соответствующими им вероятностями. Про случайную величину мы будем говорить, что она подчинена данному закону распределения.

    Установим форму, в которой может быть задан закон распределения прерывной случайной величины . Простейшей формой задания этого закона является таблица, в которой перечислены возможные значенияслучайной величины и соответствующие им вероятности:

    Такую таблицу мы будем называть рядом распределения случайной величины .

    Чтобы придать ряду распределения более наглядный вид, часто прибегают к его графическому изображению: по оси абсцисс откладываются возможные значения случайной величины, а по оси ординат – вероятности этих значений. Для наглядности полученные точки соединяются отрезками прямых. Такая фигура называется многоугольником распределения (рис. 5.1.1). Многоугольник распределения, так же как и ряд распределения, полностью характеризует случайную величину; он является одной из форм закона распределения.

    Иногда удобной оказывается так называемая «механическая» интерпретация ряда распределения. Представим себе, что некоторая масса, равная единице, распределена по оси абсцисс так, что в отдельных точках сосредоточены соответственно массы . Тогда ряд распределения интерпретируется как система материальных точек с какими-то массами, расположенных на оси абсцисс.

    Рассмотрим несколько примеров прерывных случайных величин с их законами распределения.

    Пример 1. Производится один опыт, в котором может появиться или не появиться событие . Вероятность события равна 0,3. Рассматривается случайная величина – число появлений события в данном опыте (т.е. характеристическая случайная величина события , принимающая значение 1, если оно появится, и 0, если не появится). Построить ряд распределения и многоугольник распределения величины .

    Решение. Величина имеет всего два значения: 0 и 1.

    Многоугольник распределения изображен на рис. 5.1.2.

    Пример 2. Стрелок производит три выстрела по мишени. Вероятность попадания в мишень при каждом выстреле равна 0,4. За каждое попадание стрелку засчитывается 5 очков. Построить ряд распределения числа выбитых очков.

    Решение. Обозначим число выбитых очков. Возможные значения величины : .

    Вероятность этих значений находим по теореме о повторении опытов:

    Ряд распределения величины имеет вид:

    Многоугольник распределения изображен на рис. 5.1.3.

    Пример 3. Вероятность появления события в одном опыте равна . Производится ряд независимых опытов, которые продолжаются до первого появления события , после чего опыты прекращаются. Случайная величина – число произведенных опытов. Построить ряд распределения величины .

    Решение. Возможные значения величины : 1, 2, 3, … (теоретически они ничем не ограничены). Для того, чтобы величина приняла значение 1, необходимо, чтобы событие произошло в первом же опыте; вероятность этого равна . Для того, чтобы величина приняла значение 2, нужно, чтобы в первом опыте событие не появилось, а во втором – появилось; вероятность этого равна , где , и т.д. Ряд распределения величины имеет вид:

    Первые пять ординат многоугольника распределения для случая показаны на рис. 5.1.4.

    Пример 4. Стрелок ведет стрельбу по мишени до первого попадания, имея боезапас 4 патрона. Вероятностьпопадания при каждом выстреле равна 0,6. Построить ряд распределения боезапаса, оставшегося неизрасходованным.

    Решение. Случайная величина – число неизрасходованных патронов – имеет четыре возможных значения: 0, 1, 2 и 3. Вероятности этих значений равны соответственно:

    Ряд распределения величины имеет вид:

    Многоугольник распределения показан на рис. 5.1.5.

    Пример 5. Техническое устройство может применяться в различных условиях и в зависимости от этого время от времени требует регулировки. При однократном применении устройства оно может случайным образом попасть в благоприятный или неблагоприятный режим. В благоприятном режиме устройство выдерживает три применения без регулировки; перед четвертым его приходится регулировать. В неблагоприятном режиме устройство приходится регулировать после первого же применения. Вероятность того, что устройство попадет в благоприятный режим, - 0,7, что в неблагоприятный, - 0,3. Рассматривается случайная величина – число применений устройства до регулировки. Построить её ряд распределения.

    Решение. Случайная величина имеет три возможных значения: 1, 2 и 3. вероятность того, что , равна вероятности того, что при первом же применении устройство попадет в неблагоприятный режим, т.е. . Для того, чтобы величина приняла значение 2, нужно, чтобы при первом применении устройство попало в благоприятный режим, а при втором – в неблагоприятный; вероятность этого . Чтобы величина приняла значение 3, нужно, чтобы два первых раза устройство попало в благоприятный режим (после третьего раза его все равно придется регулировать). Вероятность этого равна .

    Ряд распределения величины имеет вид:

    Многоугольник распределения показан на рис. 5.1.6.


    Функция распределения

    В предыдущем n° мы ввели в рассмотрение ряд распределения как исчерпывающую характеристику (закон распределения) прерывной случайной величины. Однако эта характеристика не является универсальной; она существует только для прерывных случайных величин. Нетрудно убедиться, что для непрерывнойслучайной величины такой характеристики построить нельзя. Действительно, непрерывная случайная величинаимеет бесчисленное множество возможных значений, сплошь заполняющих некоторый промежуток (так называемое «счетное множество»). Составить таблицу, в которой были бы перечислены все возможные значения такой случайной величины, невозможно. Кроме того, как мы увидим в дальнейшем, каждое отдельное значение непрерывной случайной величины обычно не обладает никакой отличной от нуля вероятностью. Следовательно, для непрерывной случайной величины не существует ряда распределения в том смысле, в каком он существует для прерывной величины. Однако различные области возможных значений случайной величины все же не являются одинаково вероятными, и для непрерывной величины существует «распределение вероятностей», хотя и не в том смысле, как для прерывной.

    Для количественной характеристики этого распределения вероятностей удобно воспользоваться невероятностью события , а вероятностью события , где – некоторая текущая переменная. Вероятностьэтого события, очевидно, зависит от , есть некоторая функция от . Эта функция называется функцией распределения случайной величины и обозначается :

    . (5.2.1)

    Функцию распределения иногда называют также интегральной функцией распределения или интегральным законом распределения.

    Функция распределения – самая универсальная характеристика случайной величины. Она существует для всех случайных величин: как прерывных, так и непрерывных. Функция распределения полностью характеризуетслучайную величину с вероятностной точки зрения, т.е. является одной из форм закона распределения.

    Сформулируем некоторые общие свойства функции распределения.

    1. Функция распределения есть неубывающая функция своего аргумента, т.е. при .

    2. На минус бесконечности функция распределения равна нулю: .

    3. На плюс бесконечности функция распределения равна единице: .

    Не давая строгого доказательства этих свойств, проиллюстрируем их с помощью наглядной геометрической интерпретации. Для этого будем рассматривать случайную величину как случайную точку на оси Ох (рис. 5.2.1), которая в результате опыта может занять то или иное положение. Тогда функция распределения естьвероятность того, что случайная точка в результате опыта попадет левее точки .

    Будем увеличивать , т. е. перемещать точку вправо по оси абсцисс. Очевидно, при этом вероятность того, что случайная точка попадет левее , не может уменьшиться; следовательно, функция распределения с возрастанием убывать не может.

    Чтобы убедиться в том, что , будем неограниченно перемещать точку влево по оси абсцисс. При этом попадание случайной точки левее в пределе становится невозможным событием; естественно полагать, чтовероятность этого события стремится к нулю, т.е. .

    Аналогичным образом, неограниченно перемещая точку вправо, убеждаемся, что , так как событие становится в пределе достоверным.

    График функции распределения в общем случае представляет собой график неубывающей функции (рис. 5.2.2), значения которой начинаются от 0 и доходят до 1, причем в отдельных точках функция может иметь скачки (разрывы).

    Зная ряд распределения прерывной случайной величины, можно легко построить функцию распределения этой величины. Действительно,

    ,

    где неравенство под знаком суммы указывает, что суммирование распространяется на все те значения , которые меньше .

    Когда текущая переменная проходит через какое-нибудь из возможных значений прерывной величины , функция распределения меняется скачкообразно, причем величина скачка равна вероятности этого значения.

    Пример 1. Производится один опыт, в котором может появиться или не появиться событие . Вероятность события равна 0,3. Случайная величина – число появлений события в опыте (характеристическая случайная величина события ). Построить её функцию распределения.

    Cтраница 2


    Графически закон распределения дискретной величины задается в виде так называемого многоугольника распределения.  

    Графическое изображение ряда распределения (см. рис. 5) называется многоугольником распределения.  

    Для характеристики закона распределения прерывной случайной величины часто применяют ряд (таблицу) и многоугольник распределения.  

    Для его изображения в прямоугольной системе координат строят точки (У Pi) (x - i Pa) и соединяют их отрезками прямых. Многоугольник распределения дает приближенное наглядное представление о характере распределения случайной величины.  

    Для наглядности закон распределения дискретной случайной величины можно изобразить и графически, для чего в прямоугольной системе координат строят точки (х /, р, а затем соединяют их отрезками прямых. Полученную фигуру называют многоугольником распределения.  

    M (xn; pn) (лс - - возможные значения Xt pi - соответствующие вероятности) и соединяют их отрезками прямых. Полученную фигуру называют многоугольником распределения.  

    Рассмотрим распределение вероятностей суммы очков на игральных костях. На рисунках ниже приведены многоугольники распределения для случая одной, двух и трех костей.  

    В этом случае вместо многоугольника распределения случайной величны строится функция плотности распределения, которая получила название дифференциальной функции распределения и представляет собой дифференциальный закон распределения. В теории вероятностей под плотностью распределения случайной величины х (х Хг) понимают предел отношения вероятности попадания величины х в интервал (х, х - - Ах) к Ах, когда Ал; стремится к нулю. Кроме дифференциальной функции для характеристики распределения случайной величины применяется интегральная функция распределения, которую часто называют просто функцией распределения или интегральным законом распределения.  

    При таком построении относительные частоты попадания в интервалы будут равны площадям соответствующих столбиков гистограммы, подобно тому, как вероятности равны площадям соответствующих криволинейных трапеций Если предполагаемое теоретическое распределение хорошо согласуется с опытом, то при достаточно большом п и удач - ном выборе интервалов (YJ-I, у. Иногда еще для наглядности сравнения строят многоугольник распределения, соединяя последовательно середины верхних оснований столбиков гистограммы.  

    Придавая т различные значения от 0 до я, получают вероятности PQ, Р РЧ - Рп, которые наносятся на график. Дано р; я11, построить многоугольник распределения вероятностей.  

    Законом распределения дискретной случайной величины называют любое соответствие между возможными ее значениями и их вероятностями. Закон можно задать таблично (ряд распределения), графически (многоугольник распределения и др.) и аналитически.  

    Нахождение кривой распределения, другими словами, установление распределения самой случайной величины, дает возможность более глубоко исследовать явление, далеко не полно выражаемое данным конкретным рядом распределения. Представив на чертеже как найденную выравнивающую кривую распределения, так и многоугольник распределения, построенный на основе частичной совокупности, исследователь может ясно видеть характерные особенности, присущие изучаемому явлению. Благодаря этому статистический анализ задерживает внимание исследователя на отклонениях наблюденных данных от некоторого закономерного изменения явления, и перед исследователем возникает задача - выяснить причины этих отклонений.  

    Затем из середины интервалов проводятся абсциссы (в масштабе), соответствующие числу месяцев с расходом в данном интервале. Концы этих абсцисс соединяются и, таким образом, получается полигон, или многоугольник распределения.  

    Точки, дающие графическое представление закона распределения дискретной случайной величины на координатной плоскости значения величины - вероятность значений, обычно соединяют отрезками прямых и называют получающуюся при этом геометрическую фигуру многоугольником распределения. На рис. 3 в таблице 46 (а также на рисунках 4 и 5) как раз изображены многоугольники распределений.  



    Включайся в дискуссию
    Читайте также
    Определение места отбывания наказания осужденного
    Осужденному это надо знать
    Блатной жаргон, по фене Как относятся к наркоторговцам в тюрьме