Тема 6: «Нормальный и биномиальный законы распределения»

Нормальный закон распределения описывает распределение непрерывной СВ и наиболее часто встречается на практике. Ему подчиняются, например, случайные ошибки измерений и сами результаты измерений. Нормальное распределение принято за эталон.

Если НСВ X подчиняется нормальному закону распределения, то это записывают так: , где MX и σXпараметры распределения. Так случайные ошибки измерений , т.е. математическое ожидание M случайной ошибки равно нулю.

Плотность вероятности нормального распределения:

Функция F(x) нормального распределения:

.

После замены переменных и введения переменной

и .

Для вычисления вероятности попадания нормально распределенной СВ в заданный интервал [ α, β) применяется формула

,

где и .

Если аргумент t отрицательный, то F(– t) = 1 – F(t).

Значения функций F(t) и f(t) приведены в соответствующих таблицах, а также могут быть получены на компьютере (EXEL, MathCad и т.п.).

Для вычисления вероятности попадания СВ X, имеющей MX = 0, т.е. нулевое математическое ожидание (например, случайная ошибка измерений) в интервал с симметричными границами удобнее использовать функцию Лапласа (интеграл вероятностей) Ф(t):

или ,

где , т.к. MX = 0. Тогда .

Таблица значений функции Лапласа

t Ф(t) t Ф(t)
0 0 2.0 0.955
0.5 0.383 2.5 0.988
1.0 0.683 3.0 0.997
1.5 0.866 3.5 1.000

Биномиальный закон распределения описывает распределение дискретной СВ

в n испытаниях Бернулли.

В этих испытаниях возможные значения ДСВ X = k: 0, 1, 2,…,n, а вероятности этих значений вычисляются по формуле Бернулли.

Ряд распределения для биномиального закона имеет вид:

X = k 0 1 2
Pk(n) P0(n) P1(n) P2(n) Pn(n)

. При этом всегда

Основные числовые характеристики биномиального распределения можно получить по простым формулам:

– мат. ожидание;

– дисперсия;

– ср. кв. отклонение.

При большом числе испытаний n вычисление вероятностей Pk(n) по формуле Бернулли имеет малое практическое значение. Чаще возникает задача определения вероятности Р(α≤X≤β)(n) попадания ДСВ на заданный интервал ее значений, которая решается согласно теореме Муавра-Лапласа. В ней утверждается, что предельным случаем биномиального распределения, когда n →∞, причем ни одна из величин p и q не очень мала, – является нормальное распределение. Тогда

,

где F(t) – функция нормального распределения.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



double arrow
Сейчас читают про: