Решение: б). Построим графики функций f (x) и F (x) , учитывая, что они являются неэлементарными и на разных интервалах ((− ∞;0], (0;2]и (2;+∞)) представляются различными аналитическим выражениями
Решение: в). Найдем математическое ожидание случайной величины X. Так как случайная величина X является непрерывной, то ее математическое ожидание найдем по формуле
M ( X ) = ∞∫ x f (x) dx .
−∞
Применяя формулу найдем
M ( X ) = ∞∫ x f (x) dx = ∫0 x 0 dx + ∫2 x |
x |
dx |
+ ∞∫ x 0 dx = |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
0 |
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
||
= |
1 |
∫2 x2 dx = |
1 |
|
x2+1 |
|
|
2 |
= |
1 |
|
x3 |
|
|
2 |
= |
1 |
(23 − 03 )= |
8 |
= |
4 |
. |
|
|||
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
2 |
0 |
2 |
2 +1 |
|
0 |
2 |
3 |
|
0 |
|
6 |
|
|
|
|
6 |
|
3 |
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: г). Найдем дисперсию случайной величины X.
D( X ) = M (X 2 )− (M (X ))2 .
При решении в пункте в) было найдено математическое ожи-
дание случайной величины X: M (X ) = 43 . Найдем математическое
ожидание квадрата дискретной случайной величины X. Так как случайная величина X является непрерывной, то математическое ожидание квадрата случайной величины найдем по формуле
M ( X 2 ) = ∞∫ x 2 f (x) dx .
−∞
96
Применяя формулу, найдем
M ( X 2 ) = ∞∫ x2 f (x) dx = ∫0 x2 0 dx + ∫2 x2 |
x |
dx + ∞∫ x2 0 dx = |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
−∞ |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|||||
= |
1 |
∫2 x3 dx = |
1 |
|
x3+1 |
|
|
2 |
= |
1 |
|
x4 |
|
|
2 |
= |
1 |
(24 |
− 04 )= |
16 |
= 2. |
|||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
2 |
0 |
2 |
3 +1 |
|
0 |
|
2 |
4 |
|
|
0 |
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Тогда дисперсия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
D( X ) = |
|
|
|
|
4 |
2 |
|
|
16 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
2 − |
|
|
|
|
= 2 − |
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
9 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Решение: д). Найдем моду M 0 случайной величины X. Модой называется значение случайной величины, которое встречается чаще всего, то есть для непрерывной случайной величины это есть максимум функции плотности распределения вероятностей. Функция f (x) достигает максимума в точке x = 2 и, следовательно, мода M 0 = 2 .
Решение: е). Найдем медиану M e случайной величины X.
Медианой называет 1
2 -квантиль. Напомним, что p-квантилем ( x p ) называется корень уравнения F (x) = p , где F (x) – функ-
ция распределения и 0 < p < 1. Учитывая определение функции распределения, можно записать следующее соотношение P(X < M e )= P(X > M e )= 1
2 , то есть медиана делить область значений случайной величины на две равные по вероятности части.
Медиана будет лежать на интервале (0;2) и ее можно найти из
решения уравнения (на интервале (0;2) имеем F (x) = x2 ): 4
97
x2 1
4= 2
x2 = 2 , x =
2 ≈ ±1,414 .,
Учитывая, что медиана лежит в интервале (0;2) получим
M e =
2 ≈1,414 .
Ответ: а). Функция распределения F (x) имеет вид
0, |
x ≤ 0, |
|||
x2 |
|
|||
F (x) = |
|
, |
0 < x ≤ 2, |
|
4 |
||||
|
|
x > 2. |
||
1, |
||||
|
|
|
|
|
б). Искомые графики представлены на рис. – график функции плотности распределения вероятностей f (x) и рис. – график функции распределения F (x) .
в). Математическое ожидание M ( X ) = 43 . г). Дисперсия D( X ) = 92 .
д). Мода M 0 = 2 .
е). Медиана M e =
2 ≈ 1,414 .
98
ЛИТЕРАТУРА
1.Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике: Учеб. пособие для студентов вузов. Изд 4-е, стер. – М.: Высш. шк., 1998. – 400 с.
2.Высшая математика для экономистов: Учебник для вузов/Кремер Н.Ш., Путко Б.А., Тришин И.М., Фридман М.Н. Под ред. проф. Кремера Н.Ш. – М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1999. – 471 с.
3.Красс, М.С. Математика для экономистов/ Красс М.С., Чупрынов Б.П.: Учеб. пособие. – СПб.: Питер, 2008. – 464 с.
4.Красс, М.С. Математика для экономического бакалавриата/ М.С. Красс, Б.П.Чупрынов / Учебник. – М.: Дело, 2005. – 576 с.
5.Вентцель, Е.С. Теория вероятностей. Учеб. Для вузов. – 4-е
изд., стер. – М.: Наука. 1969. – 575 с.
6.Практикум по высшей математике для экономистов: Учеб. Пособие для вузов/ Н.Ш. Кремер, Б.А. Путко, И.М. Тришин и др. Под ред. проф. Н.Ш. Кремера–М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2005. – 423 с.
7.Данко, П. Е. Высшая математика в упражнениях и задачах.
В2-х ч. Ч.2. / П. Е. Данко, А. Г. Попов, Т.Я. Кожевникова. – М.:
Высш. шк., 1986. – 304с.
8.Гмурман В.Е. Теории вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для вузов. Изд 6-е, стер. – М.: Высш. шк., 1998. – 479 с.
9.Письменный, Д.Т. Конспект лекций по теории вероятностей и математической статистики Ч.3/ Д.Т. Письменный. – 4-е изд. –
М.: Айрис-пресс, 2006. – 256 с.
99
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
|
Таблица значений функции ϕ(x) |
= |
|
1 |
e− x |
2 |
2 |
|
|||||||
|
|
2π |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
|
|
|
8 |
9 |
0 |
0,3989 |
0,3989 |
0,3989 |
0,3988 |
0,3986 |
0,3984 |
|
0,3982 |
0,3980 |
|
0,3977 |
0,3973 |
|||
0,1 |
0,3970 |
0,3965 |
0,3961 |
0,3956 |
0,3951 |
0,3945 |
|
0,3939 |
0,3932 |
|
0,3925 |
0,3918 |
|||
0,2 |
0,3910 |
0,3902 |
0,3894 |
0,3885 |
0,3876 |
0,3867 |
|
0,3857 |
0,3847 |
|
0,3836 |
0,3825 |
|||
0,3 |
0,3814 |
0,3802 |
0,3790 |
0,3778 |
0,3765 |
0,3752 |
|
0,3739 |
0,3725 |
|
0,3712 |
0,3697 |
|||
0,4 |
0,3683 |
0,3668 |
0,3653 |
0,3637 |
0,3621 |
0,3605 |
|
0,3589 |
0,3572 |
|
0,3555 |
0,3538 |
|||
0,5 |
0,3521 |
0,3503 |
0,3485 |
0,3467 |
0,3448 |
0,3429 |
|
0,3410 |
0,3391 |
|
0,3372 |
0,3352 |
|||
0,6 |
0,3332 |
0,3312 |
0,3292 |
0,3271 |
0,3251 |
0,3230 |
|
0,3209 |
0,3187 |
|
0,3166 |
0,3144 |
|||
0,7 |
0,3123 |
0,3101 |
0,3079 |
0,3056 |
0,3034 |
0,3011 |
|
0,2989 |
0,2966 |
|
0,2943 |
0,2920 |
|||
0,8 |
0,2897 |
0,2874 |
0,2850 |
0,2827 |
0,2803 |
0,2780 |
|
0,2756 |
0,2732 |
|
0,2709 |
0,2685 |
|||
0,9 |
0,2661 |
0,2637 |
0,2613 |
0,2589 |
0,2565 |
0,2541 |
|
0,2516 |
0,2492 |
|
0,2468 |
0,2444 |
|||
1 |
0,2420 |
0,2396 |
0,2371 |
0,2347 |
0,2323 |
0,2299 |
|
0,2275 |
0,2251 |
|
0,2227 |
0,2203 |
|||
1,1 |
0,2179 |
0,2155 |
0,2131 |
0,2107 |
0,2083 |
0,2059 |
|
0,2036 |
0,2012 |
|
0,1989 |
0,1965 |
|||
1,2 |
0,1942 |
0,1919 |
0,1895 |
0,1872 |
0,1849 |
0,1826 |
|
0,1804 |
0,1781 |
|
0,1758 |
0,1736 |
|||
1,3 |
0,1714 |
0,1691 |
0,1669 |
0,1647 |
0,1626 |
0,1604 |
|
0,1582 |
0,1561 |
|
0,1539 |
0,1518 |
|||
1,4 |
0,1497 |
0,1476 |
0,1456 |
0,1435 |
0,1415 |
0,1394 |
|
0,1374 |
0,1354 |
|
0,1334 |
0,1315 |
|||
1,5 |
0,1295 |
0,1276 |
0,1257 |
0,1238 |
0,1219 |
0,1200 |
|
0,1182 |
0,1163 |
|
0,1145 |
0,1127 |
|||
1,6 |
0,1109 |
0,1092 |
0,1074 |
0,1057 |
0,1040 |
0,1023 |
|
0,1006 |
0,0989 |
|
0,0973 |
0,0957 |
|||
1,7 |
0,0940 |
0,0925 |
0,0909 |
0,0893 |
0,0878 |
0,0863 |
|
0,0848 |
0,0833 |
|
0,0818 |
0,0804 |
|||
1,8 |
0,0790 |
0,0775 |
0,0761 |
0,0748 |
0,0734 |
0,0721 |
|
0,0707 |
0,0694 |
|
0,0681 |
0,0669 |
|||
1,9 |
0,0656 |
0,0644 |
0,0632 |
0,0620 |
0,0608 |
0,0596 |
|
0,0584 |
0,0573 |
|
0,0562 |
0,0551 |
|||
2 |
0,0540 |
0,0529 |
0,0519 |
0,0508 |
0,0498 |
0,0488 |
|
0,0478 |
0,0468 |
|
0,0459 |
0,0449 |
|||
2,1 |
0,0440 |
0,0431 |
0,0422 |
0,0413 |
0,0404 |
0,0396 |
|
0,0387 |
0,0379 |
|
0,0371 |
0,0363 |
|||
2,2 |
0,0355 |
0,0347 |
0,0339 |
0,0332 |
0,0325 |
0,0317 |
|
0,0310 |
0,0303 |
|
0,0297 |
0,0290 |
|||
2,3 |
0,0283 |
0,0277 |
0,0270 |
0,0264 |
0,0258 |
0,0252 |
|
0,0246 |
0,0241 |
|
0,0235 |
0,0229 |
|||
2,4 |
0,0224 |
0,0219 |
0,0213 |
0,0208 |
0,0203 |
0,0198 |
|
0,0194 |
0,0189 |
|
0,0184 |
0,0180 |
|||
2,5 |
0,0175 |
0,0171 |
0,0167 |
0,0163 |
0,0158 |
0,0154 |
|
0,0151 |
0,0147 |
|
0,0143 |
0,0139 |
|||
2,6 |
0,0136 |
0,0132 |
0,0129 |
0,0126 |
0,0122 |
0,0119 |
|
0,0116 |
0,0113 |
|
0,0110 |
0,0107 |
|||
2,7 |
0,0104 |
0,0101 |
0,0099 |
0,0096 |
0,0093 |
0,0091 |
|
0,0088 |
0,0086 |
|
0,0084 |
0,0081 |
|||
2,8 |
0,0079 |
0,0077 |
0,0075 |
0,0073 |
0,0071 |
0,0069 |
|
0,0067 |
0,0065 |
|
0,0063 |
0,0061 |
|||
2,9 |
0,0060 |
0,0058 |
0,0056 |
0,0055 |
0,0053 |
0,0051 |
|
0,0050 |
0,0048 |
|
0,0047 |
0,0046 |
|||
100