Действительная функция ξ=φ(ω) определенная на измеримом пространстве {Ω,F} называется измеримой или случайной величиной, если
∀B⊂B(R):{ω:φ(ω)⊂B}⊂Fили
прообраз f−1(B)={ω:φ(ω)⊂B}
является измеримым множеством в Ω.
Вероятностная мера Pξ на {R,B(R)} с вероятностью Pξ=P{ω:φ(ω)⊂B}, B⊂B(R), называется распределением вероятностей случайной величины ξ на измеримом пространстве {R,B(R)}.
Функция
\[F_{\xi } (x)=P(\omega :{\rm \; }\varphi (\omega )это функция распределения случайной величины ξ=φ(ω).Дискретные случайные величины
Дискретной называется случайная величина, которая каждому элементарному событию ω ставит в соответствие одно из конечного или счетного набора
x1,x2,...,xn,n∈N={1,2,3,...}.Дискретная случайная величина полностью задается своим рядом распределения.
Пусть случайная величина ξ принимает значения x1
Рисунок 1. Таблица 1
или
Рисунок 2. Таблица 2
Непрерывная случайная величина это функцию ξ=φ(ω), множеством значений которой является некоторый числовой интервал (a,b), a,b∈R, $a
Функция ρξ(x) - это плотность распределения вероятностей (или плотностью распределения) непрерывной случайной величины ξ, если она удовлетворяет условиям:
-
∀x∈R ρξ(x)≥0;
-
∞∫−∞ρξ(x)dx=1.
Легко показать, что
Fξ(x)=x∫−∞ρξ(t)dt.Случайная величина ξ распределена по биномиальному закону, если ее значения являются количеством наступлений события A в схеме Бернулли из n испытаний, то есть, задается следующим рядом распределения (табл. 3)
Рисунок 3. Таблица 3
Общее число ξ появлений события A в n испытаниях складывается из числа появлений события в отдельных независимых испытаниях ξi, i=1,2,...,n, где ξi − случайная величина, равная количеству наступлений события A в i-ом испытании, то есть, распределение (табл. 4) каждой случайной величины ξi имеет следующий вид:
Рисунок 4. Таблица 4
Отсюда M(ξi)=2∑i=1xi⋅pi=0⋅q+1⋅p=p;
D(ξi)=2∑i=1x2i⋅pi−M2(ξi)=02⋅q+12⋅p−p2=p−p2=Воспользуемся свойствами математического ожидания и дисперсии, получим
В партии однотипных деталей стандартными являются 90%. Наугад берут 5 деталей. Найти закон распределения дискретной случайной величины ξ - числа нестандартных деталей среди пяти тобраных. Определить F(x).
Решение.
Целочисельная случайная величина ξ имеет биномиальный закон расспределения вероятностей и может принимать значения ξ=0,1,3,3,4,5.
По условию задачи вероятность появления нестандартной детали p=1−0, 9=0,1, а q=0,9 -- появление стандартной детали, n=5. Тогда P5(k)=
Ck5⋅pk⋅qn−k,k=0,1,2,3,4,5.В табличной форме закон расспределения случайной величины ξ будет иметь вид:
Рисунок 5.
Проверим условие нормирования.
5∑i=0pi=0,59049+0,32805+0,0729+0,0081+0,00045+0,00001.Условия нормирования выполняются, поэтому закон расспредиления вероятностей построено правельно.
Функция расспределения вероятностей выюора нестандартной детали из 5 произвольно взятых будет иметь вид
Рисунок 6.
Математическое ожидание этой случайной величины X, расспределенной по биномиальному закону равняется M(x)=5⋅0,1=0,5, а дисперсия D(x)=5⋅0,1⋅0,9=0,45.