Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 4: Các quy luật phân phối xác suất cơ bản
Chương 4: Các quy luật phân phối xác suất §1 Các quy luật phân phối rời rạc Phân phối rời rạc: X x1 x2……xk P 1/k 1/k…….1/k Phân phối không – A(p): Định nghĩa 1.1: X có phân phối A(p) X P q p Định lý 1.1: X có phân phối A(P) E(X) = P, D(X) = p.q Phân phối nhị thức B(n,p): k k n k Định nghĩa 1.2: n, p k Cn p q , k 1, n Định lý1.2: n, p X np, D npq, Mod k0 n 1 p Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 Phân phối siêu bội Bài tốn: Cho hộp có N bi có M bi trắng cịn lại đen Lấy ngẫu nhiên từ hộp n bi (khơng hồn lại), n khơng lớn M N-M Hãy lập bảng phân phối xác suất X số bi trắng lấy k n k Giải: CM C N M k C n N , k 0, n Định nghĩa 1.3: Phân phối nói gọi phân phối siêu bội H(N,M,n) H ( N , M , n) np, Định lý 1.3: Giả sử N n M D npq ,p N1 N Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 Ghi nhớ: lấy bi có hồn lại: phân phối nhị thức lấy bi khơng hồn lại: phân phối siêu bội Phân phối Poisson P(a),a>0: k a a a k e , k 0,1, Định nghĩa 1.4: k! Định lý 1.4: X có phân phối P(a) E(X) = D(X) = a Ví dụ 1.1: Giả sử X có phân phối P(8) Khi ấy: P(X=6) = 0,122138 (cột 8, hàng bảng phân phối Poisson) x 12 0,936204 (cột 8, hàng 12 bảng giá trị hàm …) X 12 X 12 5 Chú ý: Nếu gọi X số người ngẫu nhiên sử dụng dịch vụ cơng cộng X tn theo quy luật phân phối Poisson P(a) với a số người trung bình sử dụng dịch vụ Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 Ví dụ 1.2: Quan sát 20 phút có 10 người vào trạm bưu điện Tính xác suất 10 phút có người vào trạm Giải: Gọi X số người ngẫu nhiên vào trạm 10 phút X có phân phối P(a), a = Khi ấy: e 4! Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 §2: Các quy luật phân phối liên tục Phân phối chuẩn a, , x a 2 Định nghĩa 2.1: a, f x e 2 2 Định lý 2.1: X có phân phối a, E(X) = a, D(X) = Định nghĩa 2.2: Đại lượng ngẫu nhiên U có phân phối chuẩn u /2 (hàm mật độ tắc N(0,1) nếu: f u e Gauss) 2 u Định lý 2.2: FU u 0,5 U có phân phối N(0,1) với U t /2 e dt 0,5 U 2 tích phân Laplace (hàm lẻ) Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 Định lý 2.3: Giả sử U có phân phối N(0,1) Khi ta có: 1 u1 U u2 u2 u1 ; U 2 Định lý 2.4: Giả sử a, U Khoa Khoa Học Máy Tính X a 0,1 Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 Định lý 2.5: Giả sử a, Khi ta có: a a a 2. Ví dụ 2.1:Chiều cao X niên có phân phối chuẩn N(165, ).Một niên bị coi lùn có chiều cao nhỏ 160 cm.Hãy tính tỷ lệ niên lùn 160 165 X 160 1 0, 34134 0, Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 Ví dụ 2.2: Cho U 0,1 tính kỳ vọng U m • Giải: u /2 m m U u e du 0 m lẻ cận đối xứng, 2 hàm dấu tích phân hàm lẻ u2 / u2 / U u e du u.u e du 2 2 u2 / u2 / dv u e v e 2 2 u / u /2 U u e e du 1 2 2 Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 Tương tự: u /2 U u u e du 2 u /2 u /2 u e 3. u e du 3. U 3.1; 2 2 U 5 U 5.3.1; U n 2n 1 !! Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 Ví dụ 2.3: Trong hộp bi có trắng, đen, vàng Lấy ngẫu nhiên khơng hồn lại gặp vàng dừng Tính xác suất để lấy trắng, đen Giải:Lấy bi cuối vàng nên: C 63 C52 P 15 C 10 Phân phối liên tục: (Xem SGK) e Phân phối mũ :(Xem SGK) Phân phối bình phương:(Xem SGK) Phân phối Student:(Xem SGK) Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 10 §3 Các định lý giới hạn Định lý Chebyshev (Xem SGK) Định lý Bernoulli (Xem SGK) Các định lý giới hạn trung tâm Định lý 3.1(Lyapounov): Giả sử 1 , , , n đôi độc n lập E X k E( X k ) lim k 1 0 3/2 n n D k k 1 Khi ta có: U n n i E i n i 1 n i 1 n n N 0,1 n đủ lớn n 30 D x i i 1 Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 11 Hệ 3.1:Giả sử thêm vào ta có E ( X i ) a, D( X i ) , i 1, n n ( X i a ) n n i 1 U N (0,1) m p) n U n N (0,1) p(1 p ) n đủ lớn ( Hệ 3.2: Khoa Khoa Học Máy Tính n đủ lớn Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 12 Ví dụ 3.1:Biến ngẫu nhiên X trung bình cộng n biến ngẫu nhiên độc lập có phân phối: 1 , , n với phương sai: D k 5 k 1, 2, n Xác định n cho với xác suất không bé 0,9973 a) Hiệu cuả X-E(X) không vượt 0,01 b) Trị tuyệt đối X-E(X) không vượt 0,005 Bài giải: n i , E ( i ) a E X a D i 5 n i 1 Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 13 a ) E 0, 01 0, 9973 a n 0, 01 n U 0,9973 0, 01 n 0,5 0, 9973 0, 01 n 0, 4973 2, 785 2,875 0, 01 n 2, 785 n 0, 01 Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 14 b) ( U E 0, 005) 0, 9973 0, 005 n 2. 0, 9973 0, 005 n 0, 9973 3 0, 005 n 3 n 0, 005 Khoa Khoa Học Máy Tính Xác Suất Thống Kê Chương @Copyright 2010 15 $4.Các cơng thức tính gần Công thức gần siêu bội nhị thức Định lý 4.1:Khi n0: k a a a k e , k 0,1, Định nghĩa 1 .4: k! Định lý 1 .4: X có phân phối P(a)... @Copyright 2010 §2: Các quy luật phân phối liên tục Phân phối chuẩn a, , x a 2 Định nghĩa 2.1: a, f x e 2 2 Định lý 2.1: X có phân phối a, E(X)