Вопрос 3. Нормальное распределение




ЗАКОНЫРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НЕПРЕРЫВНОЙ СЛУЧАЙНОЙ ВЕЛИЧИНЫ

 

1. Равномерное распределение.

2. Показательное распределение.

3. Нормальное распределение.

 

Вопрос 1. Равномерное распределение

 

При решении задач, которые выдвигает практика, приходится сталкиваться с различными распределениями НСВ.

Плотности распределений НСВ называются так же законами распределений.

 

О.1.1. НСВ Х имеет равномерное распределение, если ее плотность распределения задается в виде:

, (1)

 

где с – некоторая постоянная.

 

Примеры равномерно распределенных НСВ:

1. Х – время ожидания на стоянке автобуса (СВ равномерно распределена на отрезке [0; l], где l – интервал движения между автобусами).

2. Х – ошибка при взвешивании случайно выбранного предмета, получающаяся от округления результата взвешивания до ближайшего целого числа (СВ Х имеет равномерное распределение на отрезке [-0,5; 0,5], где за единицу принята цена деления шкалы).

 

Найдем постоянную с в формуле (1).

По свойству функции f(x):

Û Û Û Þ

 

Таким образом, плотность распределения для равномерно распределенной НСВ Х имеет вид:

 

Функция распределения для равномерно распределенной НСВ Х имеет вид:

 


График плотности распределения равномерно распределенной НСВ Х имеет вид:

f(x)

 

0 a b x

 

 

График функции распределения равномерно распределенной НСВ Х имеет вид:

 

F(x)

 

 

 

0 a b x

Математическое ожидание:

Дисперсия:

Вероятность попадания СВ Х в интервал (х1; х2):

Здесь предполагается, что (x1; x2) Ì [a; b]

Пример 1. Цена деления шкалы амперметра равна . Показания округляются до ближайшего целого деления. Найти вероятность того, что при отсчете будет сделана ошибка, превышающая .

Решение

Ошибку округления отсчета будем рассматривать как случайную величину , которая распределена равномерно в интервале между двумя соседними целыми делениями.

 

 

Дифференциальная функция имеет вид .

В результате получим .

Вопрос 2. Показательное распределение

 

При решении ряда прикладных задач физики, биологии, астрономии, радиотехники, теории информации, теории надежности и т.п. приходится сталкиваться с обширным классом НСВ, распределение которых достаточно хорошо описывается экспоненциальным (показательным) законом.

 

О.2.1. НСВ Х имеет показательное (экспоненциальное) распределение, если ее плотность распределения задается в виде:

,

где l > 0 – постоянная величина (параметр).

 

График плотности распределения f(x) для показательно распределенной НСВ Х имеет вид:

f(x)

 

l

 

 

0 x

 

Примеры показательно распределенных НСВ:

1. длительность телефонного разговора;

2. срок безотказной работы прибора;

3. время уничтожения цели одиночными выстрелами;

4. время обслуживания заявки в системе массового обслуживания.

 

Функция распределения для показательно распределенной НСВ Х имеет вид:

F(x)

 

 

0 x

 

 

Математическое ожидание:

Дисперсия:

Вероятность попадания СВ Х в интервал (х1; х2):

Вопрос 3. Нормальное распределение

 

О.3.1. НСВ Х имеет нормальное распределение, если ее плотность распределения задается в виде:

, (2)

где а и s - параметры распределения.

Примеры нормально распределенных НСВ:

1) рост человека;

2) дальность полета снаряда;

3) ошибки измерений;

4) величина помехи на входе радиоприемного устройства в данный момент;

5) многие параметры радиодеталей (емкость, сопротивление, индукция)

 

Т.3.1. (вероятностный смысл параметров нормального распределения)

Математическое ожидание НСВ Х, распределенной по нормальному закону, равно параметру а этого закона, то есть:

,

а ее среднее квадратическое отклонение – параметру s, то есть:

.

 

О.3.2. График плотности нормального распределения (1) называется нормальной кривой (кривой Гаусса).

f(x)

 

 

0 a x

 

 

Влияние параметров а и s на форму нормальной кривой можно описать следующим образом:

 

1. Изменение параметра а (математического ожидания) не изменяет форму кривой, а приводит лишь к ее сдвигу вдоль оси Ох (вправо, если а возрастает, и влево, если а убывает).

2. С возрастанием s максимальная ордината кривой убывает, а сама кривая становится более пологой, то есть сжимается к оси Ох; при убывании s кривая становится более «островершинной» и растягивается в положительном направлении оси Оу.

Вывод: параметр а (математическое ожидание) характеризует положение, а параметр s (среднее квадратическое отклонение) – форму нормальной кривой.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-03-31 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: