Схема независимых испытаний Бернулли

Содержание

Слайд 2

Пример. Производится 4 выстрела по мишени. Вероятность попадания при каждом выстреле

Пример. Производится 4 выстрела по мишени. Вероятность попадания при каждом выстреле

равна 0,7. Найти вероятность того, что мишень поражена 2 раза.

Решение. Пусть

Тогда

Слайд 3

Так как испытания независимы, то и т.д. Кроме того события ППНН,

Так как испытания независимы, то

и т.д.

Кроме того события ППНН, ПНПН, …,

ННПП несовместны. Поэтому, по свойству вероятности

Заметим, что количество слагаемых в сумме:

Слайд 4

Теорема 1. Вероятность того, что в n независимых испытаниях событие A

Теорема 1.

Вероятность того, что в n независимых испытаниях событие A появится

ровно m раз, если вероятность появления события A в каждом из них равна p, находится по формуле:

— формула Бернулли.

Слайд 5

Доказательство. Рассмотрим событие, состоящее в том, что A появится в первых

Доказательство.

Рассмотрим событие, состоящее в том, что A появится в первых m

испытаниях и не появится в остальных испытаниях:

Так как испытания независимы, то по теореме умножения вероятность этого события равна

Кроме того, вероятность появления события A снова m раз но в другом порядке будет той же:

Слайд 6

Число таких исходов (в n испытаниях событие A появится m раз

Число таких исходов (в n испытаниях событие A появится m раз

в определенном порядке) равно количеству способов разместить m множителей равных p по n местам, т.е.

Так как рассматриваемые исходы несовместны, то по свойству сложения вероятностей искомая вероятность равна:

Слайд 7

Замечание. Вероятность того, что событие A появится от до раз включительно,

Замечание.

Вероятность того, что событие A появится от до раз включительно, равна:

Пример.

Вероятность попадания при каждом выстреле равна 0,7. Найти вероятность того, что при 5 выстрелах мишень поражена не менее 3 раз.

Решение.

Слайд 8

Пусть в схеме Бернулли проводится n испытаний. Вероятность наступления события A

Пусть в схеме Бернулли проводится n испытаний.

Вероятность наступления события A в

каком количестве испытаний будет самой высокой? (Какое наивероятнейшее число появлений события A?).

Найдем отношение:

Слайд 9

фиксированное меняется При увеличении m от 0 до n вероятность сначала

фиксированное

меняется

При увеличении m от 0 до n вероятность сначала растет, а

затем убывает.

Таким образом, существует такое число

при котором вероятность достигает максимального значения (наивероятнейшее число).

Слайд 10

Если то Если то Пример. Бросаем 10 раз кубик. Рассмотрим событие

Если

то

Если

то

Пример. Бросаем 10 раз кубик. Рассмотрим событие

Найти наивероятнейшее число появлений события

A.

Решение.

Слайд 11

Замечание. Пусть проводится n независимых испытаний, в каждом из которых возможно

Замечание.

Пусть проводится n независимых испытаний, в каждом из которых возможно наступление

равно одного из k событий причем в каждом испытании

Тогда вероятность того, что появится раз,
появится раз, …, появится раз, находится по формуле

Слайд 12

п.2. Предельные теоремы в схеме Бернулли. Вычисления в схеме Бернулли при

п.2. Предельные теоремы в схеме Бернулли.

Вычисления в схеме Бернулли при больших

n проводятся с помощью приближенных формул.
Слайд 13

Теорема 2 (Пуассона). Пусть в схеме Бернулли число испытаний n неограниченно

Теорема 2 (Пуассона).

Пусть в схеме Бернулли

число испытаний n неограниченно возрастает,

вероятность

p неограниченно уменьшается,

произведение является постоянной величиной.

Тогда для любого фиксированного m справедлива формула

— формула Пуассона.

Слайд 14

Доказательство. Так как то Заметим, что

Доказательство. Так как

то

Заметим, что

Слайд 15

Поэтому, Замечание. Из теоремы 2 следует приближенная формула Ее обычно применяют, когда n велико, p мало,

Поэтому,

Замечание.

Из теоремы 2 следует приближенная формула

Ее обычно применяют, когда n велико,

p мало,
Слайд 16

Пример. В грузовике перевозится 1000 бутылок. Вероятность того, что в дороге

Пример. В грузовике перевозится 1000 бутылок. Вероятность того, что в дороге

разобьется одна бутылка равна 0,001. Найти вероятность того, что: 1) разобьются равно 3 бутылки, 2) разобьется не более 3 бутылок.

Решение.

Применим формулу Пуассона.

1)

2)

Слайд 17

Потоком событий называют последовательность событий, наступающих в случайные моменты времени. Пример.

Потоком событий называют последовательность событий, наступающих в случайные моменты времени.

Пример.


Поток посетителей ресторана,

поток звонков на телефонную станцию,

поток обслуживания абонентов.

Интенсивностью потока называют среднее число событий, появляющихся в единицу времени.

Слайд 18

Потоком называют стационарным, если его интенсивность является постоянной величиной, т.е. Потоком

Потоком называют стационарным, если его интенсивность является постоянной величиной, т.е.

Потоком называют

ординарным, события появляются не группами, а по одиночке.

Говорят, что потоком обладает свойством отсутствия последствия, если вероятность появления событий на любом участке времени не зависит от того, сколько событий появилось на любом другом, непересекающимся с ним участке («будущее» не зависит от «прошлого»).

Слайд 19

Поток стационарный, ординарный поток событий с отсутствием последствий называется простейшим (пуассоновским).

Поток стационарный, ординарный поток событий с отсутствием последствий называется простейшим (пуассоновским).

Вероятность

появления m событий простейшего потока за время t продолжительностью находится по формуле
Слайд 20

Пример. Среднее число заказов такси, поступающих на диспетчерский пункт за одну

Пример. Среднее число заказов такси, поступающих на диспетчерский пункт за одну

минуту, равно 3. Найти вероятность того, что за 2 минуты поступит 4 вызова.

Решение.

Слайд 21

Теорема 3 (Локальная теорема Муавра–Лапласа). Пусть в схеме Бернулли число испытаний

Теорема 3 (Локальная теорема Муавра–Лапласа).

Пусть в схеме Бернулли

число испытаний n неограниченно

возрастает,

вероятность постоянна.

Тогда

где

— функция Гаусса.

Слайд 22

Замечание. Значения функции находят по специальной таблице, при этом учитывая, что

Замечание.

Значения функции находят по специальной таблице, при этом учитывая, что

Пример. Вероятность

попадания при одном выстреле равна 0,7. Найти вероятность того, что при 200 выстрелах мишень будет поражена 160 раз.

Решение.

Слайд 23

Теорема 4 (Интегральная теорема Муавра–Лапласа). Пусть в схеме Бернулли число испытаний

Теорема 4 (Интегральная теорема Муавра–Лапласа).

Пусть в схеме Бернулли

число испытаний n неограниченно

возрастает,

вероятность постоянна.

Тогда

Слайд 24

Замечание. Рассмотрим функцию — нормированная функция Лапласа. Значения этой функции находят

Замечание.

Рассмотрим функцию

— нормированная функция Лапласа.

Значения этой функции находят по специальной таблице,

при этом учитывая, что
Слайд 25

Тогда Поэтому,

Тогда

Поэтому,

Слайд 26

Пример. Цех в среднем выпускает 4% брака. Приемщик проверяет партию из

Пример. Цех в среднем выпускает 4% брака. Приемщик проверяет партию из

200 изделий. Если в ней окажется более 10 бракованных изделий, то вся партия бракуется. Какова вероятность того, что партия будет принята?

Решение.

Слайд 27

Замечание. Пусть событие A в n испытаниях появилось m раз. Тогда

Замечание.

Пусть событие A в n испытаниях появилось m раз.

Тогда вероятность отклонения

относительной частоты от вероятности p можно найти по формуле:
Слайд 28

Доказательство. Рассмотрим неравенство Тогда Применим теорему 4:

Доказательство. Рассмотрим неравенство

Тогда

Применим теорему 4: