Случайные величины
В теории вероятности помимо традиционных задач, состоящих в нахождении вероятностей соответствующих событий, возникает ряд специфических вопросов, таких, как определение вероятного количества бракованных изделий, среднего времени безотказной работы прибора и т.д.
В связи с этим в теории вероятности вводится понятие случайной величины.
Под случайной величиной понимают переменную величину, которая может принимать то или иное значение, в зависимости от хода испытаний. Обозначается X или Y.
Определение
Пусть Ω – множество исходов испытания, - совокупность его подмножеств (событий), - вероятность (неотрицательная функция на , удовлетворяющая соответствующим свойствам).
Тогда случайной величиной X называется функция, отображающая множество Ω во множество действительных чисел R:
,
(т.е. каждому исходу испытания ω соответствует определенное число – значение случайной величины).
При этом
,
т.е. для любого действительного числа x неравенство является событием и, значит, имеет некоторую вероятность. ◄
Если говорят, что задача случайна X, то предполагается, что имеется испытание, в котором наблюдается эта величина, и существуют вероятности событий вида: , , , где x, a, b R. Случайный характер случайных величин проявляется в том, что различные значения она может принимать с теми или иными вероятностями.
Зависимость между возможными значениями случайных величин и соответствующими вероятностями называется законом распределения случайных величин.
Примеры
1. Испытание – бросание игральной кости. Случайная величина – количество выпавших очков. Множество значений случайной величины - .
2. Эксперимент – бросание монеты 10 раз подряд. Случайная величина – количество появления герба. Множество значений случайной величины - .
3. Эксперимент – контроль за работой прибора. Случайная величина – время безотказной работы прибора. Множество значений случайной величины – интервал .
Дискретные случайные величины.
Закон распределения дискретных случайных величин.
Дискретной случайная величина называется такую случайную величину, множество возможных значений которой либо конечное, либо бесконечное, но счетное.
Пусть X - дискретная случайная величина, имеющая n различных значений .
Равенства , ,… являются событиями, образуют полную группу событий и, значит, имеют некоторую вероятность. Обозначим вероятности этих событий, т.е.
, .
Функциональная зависимость между возможными значениями случайной величины и соответствующими вероятностями – простейшая форма закона распределения дискретных случайных величин, а ее табличное представление называется рядом распределения дискретных случайных величин:
… | ||||
… |
Т.к. события образуют полную группу, то
. (2.1)
Если множество значений дискретных случайных величин бесконечно (счетно), то сумма в формуле (1.1) заменяется рядом , при этом ряд не может быть представлен таблицей.
Пример
4. Случайная величина X – количество очков, выпавших при бросании игральной кости. Множество значений случайной величины - , т.е. и если кость правильная, то .
Ряд распределения: