Teoria_veroyatnostey
.pdfpRIMER 1. iSPOLXZUQ NERAWENSTWO ~EBY[EWA, OCENITX WEROQTNOSTX
TOGO, ^TO j ; M j < 0:2, ESLI D = 0:004: |
|
|
|
D |
|
|
rE[ENIE. nERAWENSTWO ~EBY[EWA P(j ; M j |
> ") |
|
|
, PO\TOMU |
||
|
"2 |
|
||||
D |
|
0:004 |
|
|
||
P(j ; M j < ") 1 ; "2 , TOGDA P (j ; M j < 0:2) |
1 ; |
|
0:22 |
|
= 0:9. |
|
pRIMER 2. uSTROJSTWO SOSTOIT IZ 10-TI NEZAWISIMYH RABOTA@]IH |
\LEMENTOW. wEROQTNOSTX OTKAZA KAVDOGO \LEMENTA ZA WREMQ T RAWNA 0.05. oCENITX WEROQTNOSTX TOGO, ^TO ABSOL@TNOAQ WELI^INA RAZNOSTI MEVDU ^ISLOM OTKAZAW[IH \LEMENTOW I SREDNIM ^ISLOM OTKAZOW ZA WRE- MQ T OKAVETSQ A) MENX[E 2-H; B) NE MENX[E 2-H.
rE[ENIE. A) oBOZNA^IM ^EREZ | ^ISLO OTKAZAW[IH PRIBOROW ZA WREMQ T . tOGDA | DISKRETNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA S RASPREDELE-
NIEM bERNULLI, PO\TOMU M = np = 10 |
0:05 = 0:5; D = npq = |
||||||||||
10 |
|
0:005 |
|
0:95 = 0:475: kAK BYLO SKAZANO WY[E IZ NERAWENSTWA ~EBY- |
|||||||
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|||
[EWA SLEDUET, ^TO P (j ; M j |
< ") 1 ; |
|
, ZNA^IT, P (j ; 0:5j < 2) |
||||||||
"2 |
|||||||||||
1 ; |
0:475 |
= 0:88. |
|
|
|
|
|
||||
4 |
|
|
|
0:475 |
|
||||||
B) |
pO NERAWENSTWU ~EBY[EWA POLU^IM, ^TO P(j ; 0:5j 2) |
= |
|||||||||
4 |
|||||||||||
0:12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pRIMER 3. pOSLEDOWATELXNOSTX NEZAWISIMYH SLU^AJNYH WELI^IN1; 2; : : : ; n; : : :, ZADANA ZAKONOM RASPREDELENIQ
n |
|
n |
|
0 |
|
|
|
n |
|||
|
;1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
2n2 |
|
|
1 ; n2 |
|
|
2n2 |
|||
|
|
|
pRIMENIMA LI K ZADANNOJ POSLEDOWATELXNOSTI TEOREMA ~EBY[EWA? rE[ENIE. dLQ TOGO, ^TOBY K POSLEDOWATELNOSTI SLU^AJNYH WELI- ^IN BYLA PRIMENIMA TEOREMA ~EBY[EWA, NUVNO, ^TOBY WYPOLNQLISX DWA USLOWIQ 1) SLU^AJNYE WELI^INY DOLVNY BYTX POPARNO NEZAWISI- MYMI; 2) IH DISPERSII DOLVNY BYTX OGRANI^ENY ODNOJ KONSTANTOJ. pERWOE USLOWIE OBESPE^ENO USLOWIEM ZADA^I. pROWERIM WTOROE USLOWIE,
DLQ \TOGO SNA^ALA NAJDEM M n, A ZATEM D n.
M n = (;n )2n12 + 0 (1 ; n12 ) + n 21n2 = 0:
tOGDA
D n = (;n )2 21n2 + 02 (1 ; n12 ) + (n )2 21n2 = 2
iTAK, D n = 2, ZNA^IT, ZAKON BOLX[IH ^ISEL DLQ DANNOJ POSLEDO- WATELXNOSTI SLU^AJNYH WELI^IN WYPOLNQETSQ.
63
zADA^I.
1. dISKRETNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA ZADANA ZAKONOM RASPREDELENIQ
|
0.3 |
0.6 |
|
|
|
p |
0.2 |
0.8 |
|
|
|
oCENITX P (j ; M j < 0:2).
2. dISKRETNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA ZADANA ZAKONOM RASPREDELENIQ
|
0.1 |
0.4 |
0.6 |
p |
0.2 |
0.3 |
0.5 |
|
|
|
|
oCENITX P (j ; M j > p0:4).
3. w OSWETITELXNU@ SETX PARALLELXNO WKL@^ENO 20 LAMPO^EK. wERO- QTNOSTX TOGO, ^TO ZA WREMQ T LAMPA BUDET WKL@^ENA, RAWNA 0.8. oCE- NITX, ^TO ZA WREMQ T P (j ; M j < 3 I P (j ; M j 3.
4. pOSLEDOWATELXNOSTX NEZAWISIMYH SLU^AJNYH WELI^IN ZADANA ZAKONOM RASPREDELENIQ
n |
|
;a |
|
|
a |
|
||
p |
|
n+1 |
|
|
|
n |
|
|
|
2n+1 |
|
|
2n+1 |
|
|||
|
|
|
pRIMENIMA LI K ZADANNOJ POSLEDOWATELXNOSTI TEOREMA ~EBY[EWA? 5. pOSLEDOWATELXNOSTX NEZAWISIMYH SLU^AJNYH WELI^IN
ZADANA ZAKONOM RASPREDELENIQ
|
; |
p1 |
|
|
|
|
01 |
|
|
; |
p1 |
|
|
||
n |
3 |
|
|
3 |
|
||||||||||
p |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
3 |
|
|
|
3 |
|
3 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
wEREN LI ZAKON BOLX[IH ^ISEL DLQ DANNOJ POSLEDOWATELXNOSTI SLU- ^AJNYH WELI^IN? (iSPOLXZOWATX TEOREMU hIN^INA)
6. pOSLEDOWATELXNOSTX NEZAWISIMYH SLU^AJNYH WELI^IN ZADANA ZAKONOM RASPREDELENIQ
|
|
1 |
|
|
f n(x) = |
< |
b;a; x 2 (a; b) |
||
|
|
2 |
||
|
8 |
0; x = (a; b): |
||
wEREN LI ZAKON BOLX[IH ^ISEL: |
DLQ ZADANNOJ POSLEDOWATELXNOSTI |
SLU^AJNYH WELI^IN?
64
2.9hARAKTERISTI^ESKIE FUNKCII
oPREDELENIE. hARAKTERISTI^ESKOJ FUNKCIEJ SLU^AJNOJ WELI^I- NY NAZYWAETSQ KOMPLEKSNOZNA^NAQ FUNKCIQ ' (t) = Meit , OPREDE- LENNAQ DLQ WSEH DEJSTWITELXNYH ZNA^ENIJ t.
iZ OPREDELENIQ SLEDUET, ^TO DLQ DISKRETNOJ SLU^AJNOJ WELI^INY S RQDOM RASPREDELENIQ
|
x1 |
x2 |
: : : |
xk |
: : : |
p |
p1 |
p2 |
: : : |
pk |
: : : |
HARAKTERISTI^ESKAQ FUNKCIQ BUDET OPREDELQTSQ FORMULOJ
' (t) = X1 eitxk pk;
k=1
A DLQ NEPRERYWNOJ SLU^AJNOJ WELI^INY
' (t) = Z1 eitxf(x)dx:
;1
rASSMOTRIM SWOJSTWA HARAKTERISTI^ESKIH FUNKCIJ. sWOJSTWO 1. ' (0) = 1 DLQ L@BOJ SLU^AJNOJ WELI^INY . dOKAZATELXSTWO. ' (0) = Mei0 = Me0 = M 1 = 1 sWOJSTWO 2. j' (t)j 1 DLQ WSEH t 2 R. dOKAZATELXSTWO.
j' (t)j = jMeit j Mjeit j = Mj cos(t ) + i sin(t )j =
|
|
= Mr |
|
= M |
|
|
|
|
|
|
cos2(t ) + sin2(t ) |
|
1 = 1 |
|
|||
|
3. |
|
|
|
|
ibt |
(at) |
|
sWOJSTWO |
dLQ L@BYH |
a; b 2 R 'a +b(t) = e ' |
||||||
|
|
|
|
|
|
dOKAZATELXSTWO. 'a +b(t) = Meit(a +b) = M(eita eitb) = eibt' (at):
sWOJSTWO 4. pUSTX SLU^AJNYE WELI^INY 1; 2; : : : ; n NEZAWISIMY,
|
|
|
Q |
|
|
|
|
|
|
|
TOGDA ' 1+:::+ n = |
n ' k : |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
dOKAZATELXSTWO. u^ITYWAQ NEZAWISIMOSTX SLU^AJNYH WELI^IN, IME- |
||||||||||
EM, ^TO ' |
|
(t) = M( |
n |
eit k = |
n Meit k = |
n |
|
)' |
(t): |
|
|
1+:::+ n |
|
|
Q |
|
Q |
Q |
|
k |
|
|
|
|
|
k=1 |
|
k=1 |
k=1 |
|
|
|
sWOJSTWO 5. |
pUSTX SLU^AJNAQ WELI^INA IMEET ABSOL@TNYJ MO- |
|||||||||
MENT k-GO PORQDKA. tOGDA '(k)(0) = ikM k, GDE '(k)(0) | PROIZWODNAQ |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k-GO PORQDKA FUNKCII '(t).
65
dOKAZATELXSTWO. iSPOLXZUQ FORMULU DIFFERENCIROWANIQ POKAZA- TELXNOJ FUNKCII, POLU^IM, ^TO
dk |
dk |
it |
|
dk |
it |
k k |
it |
k |
k |
it |
|
||||
k |
' (t) = |
dt |
k |
M(e |
|
) = M( |
dt |
k |
e |
) = M(i e |
|
) = i |
M( e |
|
): |
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
eSLI t = 0, TO 'k(0) = ikM( kei0 ) = ikM( k 1) = ikM k: (wNESE-
NIE DIFFERENCIROWANIQ POD ZNAK MATEMATI^ESKOGO OVIDANIQ WOZMOV- NO, TAK KAK MATEMATI^ESKOE OVIDANIE | \TO LIBO SUMMA, LIBO IN-
TEGRAL) zNA^IT, RAZLOVENIE W RQD HARAKTERESTI^ESKOJ FUNKCII, ESLI |
|||||
M k < |
|
, IMEET WID '(t) = 1 + |
n |
(it)k M k + o( tn ). |
|
j j |
1 |
|
P |
k! |
j j |
|
k=1 |
pRIMER 1. nAJDEM HARAKTERISTI^ESKU@ FUNKCI@ DLQ SLU^AJNOJ |
|||||||||||||||
WELI^INY IME@]EJ RASPREDELENIE pUASSONA P( = k) = |
k |
e; ; k = |
|||||||||||||
k! |
|||||||||||||||
0; 1; 2: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' (t) = 1 |
eitk |
k |
e; = e; |
1 (eit)k k |
= e; 1 (eit )k |
= e; e eit |
= e (eit;1) |
||||||||
|
|||||||||||||||
P |
|
k! |
P |
k! |
P |
k! |
x |
x |
|
|
1 xk |
|
|||
k=0 |
|
|
|
k=0 |
|
k=0 |
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
(zDESX ISPOLXZOWALI RAZLOVENIE W RQD FUNKCII y = e ; e |
|
= |
|
|
) |
||||||||||
|
k=0 |
k! |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
pRIMER 2. nAJDEM HARAKTERISTI^ESKU@ FUNKCI@ NORMALXNOGO RAS- |
PREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY . sLU^AJNAQ WELI^INA IMEET FUNK- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
CI@ PLOTNOSTI WEROQTNOSTI |
p |
1 |
|
|
e; |
(x;a)2 |
, PO\TOMU |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
2 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
|
1 |
|
|
itx |
|
|
|
(x;a)2 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
itx |
|
(x;a)2 |
|
||||||||||||||
' (t) = p |
|
|
Z |
e |
|
|
|
e; |
|
2 2 dx = p |
|
|
|
|
Z |
e |
; |
2 2 |
dx |
|||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
;1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
;1 |
|
|
|
|
|
|
sDELAEM ZAMENU PEREMENNOJ z = |
x;a |
; |
it . tOGDA |
x = z + it 2 + |
||||||||||||||||||||||||||||||
a; dx = dz, PO\TOMU |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
2t2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1;i+ |
|
|
z2 |
|
|
|
|
|
|||||||
'(t) = eiat; |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z |
|
|
|
|
|
e; 2 |
dz; |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
p2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
;1;i+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1;i+ |
|
z2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
iat |
2t2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
iZWESTNO, ^TO ;1;Ri+ e; |
2 |
|
dz = p2 ; ZNA^IT, '(t) = e ; |
2 |
. |
|||||||||||||||||||||||||||||
zAME^ANIE. dLQ STANDARTNOJ NORMALXNOJ WELI^INY |
(PARAMETRY |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
0,1) HARAKTERISTI^ESKAQ FUNKCIQ '(t) = e; |
z2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
eSLI ZADANA FUNKCIQ RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY , TO EE HARAKTERISTI^ESKAQ FUNKCIQ NAHODITSQ ODNOZNA^NO. nO OKAZYWAETSQ, ^TO PO HARAKTERISTI^ESKOJ FUNKCII MOVNO TAKVE ODNOZNA^NO ZADATX ZAKON RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY.
tEOREMA OBRA]ENIQ. sPRAWEDLIWY SLEDU@]IE UTWERVDENIQ: 1. dLQ CELO^ISLENNOJ SLU^AJNOJ WELI^INY
66
|
|
1 |
|
|
pk = P ( = k) = |
|
Z e;itx'(t)dt; k = 0; 1; 2; : : : : |
|
2 |
||
|
|
; |
|
2. |
eSLI HARAKTERISTI^ESKAQ FUNKCIQ '(t) SLU^AJNOJ WELI^INY |
ABSOL@TNO INTEGRIRUEMA, TO SU]ESTWUET PLOTNOSTX RASPREDELENIQ f(x), OPREDELQEMAQ FORMULOJ
f(x) = 1 Z1 e;itx'(t)dt
2 ;1
tEOREMA PRIWODITSQ BEZ DOKAZATELXSTWA. dOKAZATELXSTWO MOVNO NAJ-
TI W [1].
pRIMER 3. nAJTI ZAKON RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY S HARAKTERISTI^ESKOJ FUNKCII '(t) = cos(t).
rE[ENIE. hARAKTERISTI^ESKAQ FUNKCIQ '(t) = cos(t) NE QWLQETSQ ABSOL@TNO INTEGRIRUEMOJ NA WSEJ PRQMOJ, PO\TOMU PREDPOLAGAEM, ^TO
| DISKRETNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA. |
1 |
|
|
|
||
|
|
|
itxk |
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
P |
tOGDA HARAKTERISTI^ESKAQ FUNKCIQ IMEET WID '(t) = k=1 e |
|
pk |
= |
||
|
P |
|
|
|
|
|
1 cos(txk)pk + i |
1 sin(txk)pk: |
|
|
|
|
|
k=1 |
k=1 |
|
|
|
|
|
|
tAK KAK '(t) |
= cos(t), TO QSNO, ^TO |
MOVET PRINIMATX TOLXKO |
2 |
ZNA^ENQ: 1 I -1 S RAWNYMI WEROQTNOSTQMI, TO ESTX p1 = P ( = ;1) = 1=2; p2 = P ( = 1) = 1=2.
zADA^I.
1. nAJTI HARAKTERISTI^ESKU@ FUNKCI@ SLU^AJNOJ WELI^INY, DLQ KOTOROJ ZADANA PLOTNOSTX WEROQTNOSTI
8 2x; x 2 [0; 1] < 0; x 2= [0; 1]:
2. nAJTI HARAKTERISTI^ESKU@:FUNKCI@ SLU^AJNOJ WELI^INY , PLOT- NOSTX WEROQTNOSTI KOTOROJ IMEET WID:
f(x) = 12e;jxj:
3.pUSTX '(t) | HARAKTERISTI^ESKAQ FUNKCIQ SLU^AJNOJ WELI^INY. nAJTI HARAKTERISTI^ESKU@ FUNKCI@ SLU^AJNOJ WELI^INY ; .
4.pUSTX I | NEZAWISIMYE ODINAKOWO RASPREDELENNYE SLU^AJNYE WELI^INY S HARAKTERISTI^ESKOJ FUNKCIEJ '(t). nAJTI HARAKTERISTI- ^ESKU@ FUNKCI@ SLU^AJNOJ WELI^INY ; .
67
5. nAJTI ZAKON RASPREDELENIQ, KOTOROMU SOOTWETSTWUET HARAKTERIS- TI^ESKAQ FUNKCIQ '(t) = 2=3 + 1=3 cos 3t.
2.10cENTRALXNAQ PREDELXNAQ TEOREMA
w RASSMOTRENNOM WY[E ZAKONE BOLX[IH ^ISEL BYLI UKAZANY USLO- WIQ, KOGDA SUMMY SLU^AJNYH WELI^IN SHODQTSQ PO WEROQTNOSTI K NEKO- TORYM PREDELXNYM. nO NI^EGO NE BYLO SKAZANO PRO ZAKONY RASPREDELE- NIQ PREDELXNYH SLU^AJNYH WELI^IN. pREDELXNYE ZAKONY RASPREDELE- NIQ QWLQ@TSQ PREDMETOM IZU^ENIQ CENTRALXNOJ PREDELXNOJ TEOREMY, KOTORU@ INOGDA NAZYWA@T "KOLI^ESTWENNOJ FORMOJ ZAKONA BOLX[IH ^ISEL".
sNA^ALA DADIM OPREDELENIE SHODIMOSTI, KOTOROJ BUDEM POLXZOWATX-
SQ.
oPREDELENIE. pOSLEDOWATELXNOSTX SLU^AJNYH WELI^IN |
f ng SLA- |
|
BO SHODITSQ K SLU^AJNOJ WELI^INE , ESLI DLQ L@BOJ NEPRERYWNOJ I |
||
OGRANI^ENNOJ FUNKCII (x) WYPOLNQETSQ USLOWIE PRI n ! 1; |
||
+ |
+ |
|
Z1 |
(x)dFn(x) ! Z1 (x)dF (x); |
|
;1 |
;1 |
|
GDE Fn I F | FUNKCII RASPREDELENIQ SLU^AJNYH WELI^IN n; . oBO- |
|||||||||||
ZNA^AETSQ \TO Fn ) F . |
|
|
|
|
|||||||
w DALXNEJ[EM NAM PONADOBITSQ: |
|
|
|
|
|||||||
tEOREMA NEPRERYWNOSTI. dLQ SHODIMOSTI Fn |
) F NEOBHODIMO |
||||||||||
I DOSTATO^NO, ^TOBY 'n(t) ! '(t)PRI KAVDOM t, |
GDE 'n(t) I '(t) |
||||||||||
HARAKTERISTI^ESKIE FUNKCII n I . |
|
|
|
|
|||||||
dOKAZATELXSTWO TEOREMY NE PRIWODIM, EGO MOVNO NAJTI W [1]. |
|||||||||||
pUSTX |
f |
n |
1 |
| POSLEDOWATELXNOSTX NEZAWISIMYH, ODINAKOWO RAS- |
|||||||
|
|
|
gn=1 |
|
= 2; Sn = |
||||||
PREDELENNYH SLU^AJNYH WELI^IN. pUSTX M n = a; D n |
|||||||||||
k=1n |
k; (x) { STANDARTNYJ NORMALXNYJ ZAKON RASPREDELENIQ (PARAMET- |
||||||||||
P |
0,1). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
RY |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rASSMOTRIM POSLEDOWATELXNOSTX SLU^AJNYH WELI^IN n |
= |
Sn;an |
. |
||||||||
tEOREMA CENTRALXNAQ PREDELXNAQ. eSLI 0 < 2 < |
|
pn |
|||||||||
|
, TO PRI |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
x |
|
|
|
|
n ! 1; F n(x) ! F (x); x 2 (;1; 1); F (x) = p |
;1R e;t2=2dt:1 |
|
|
||||||||
2 |
|
|
|||||||||
dOKAZATELXSTWO. bEZ OGRANI^NEIQ OB]NOSTI MOVNO S^ITATX, ^TO |
a = 0, TAK KAK INA^E MOVNO BYLO BY RASSMOTRETX POSLEDOWATELXNOSTX
68
f |
n |
; |
|
gn=1 |
f |
|
g |
|
|
0 = n |
|
a |
1 , PRI \TOM POSLEDOWATELXNOSTX |
|
n |
|
NE IZMENITSQ. |
u^ITYWAQ TEOREMU NEPRERYWNOSTI DOSTATO^NO DOKAZATX, ^TO ' n(t) !
pO SWOJSTWU HARAKTERISTI^ESKOJ FUNKCII I TAK KAK k NEZAWISIMY I ODINAKOWO RASPREDELENY, IMEEM, ^TO
|
|
|
|
1 |
|
n |
|
n |
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
t |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
it pn |
|
k |
i |
t |
k |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
it n |
|
|
Y |
|
n |
|
n |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
pn |
|
|
|
|
|||||||||||||
' n = Me |
= Me |
|
|
|
k=1 |
|
= M e |
|
= ' |
|
( |
|
|
) = ' |
( |
|
|
); |
|||
|
|
|
|
P |
|
|
|
1 |
pn |
pn |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
k=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
GDE ' 1 (t)|HARAKTERISTI^ESKAQ FUNKCIQ 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
tAK KAK M 12 SU]ESTWUET, TO ISPOLXZUEM RAZLOVENIE W RQD FUNKCII |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
'(t) (TAK KAK a = 0, TO D = M 2 ): '(t) = '(0)+ t'0(0)+ |
t2 |
'00(0)+o(t2), |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NO '(0) = 1; '0(0) = iM 1 = 0; '00(0) = i2M 2 = i2 2, PO\TOMU '(t) = |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 ; t2 2=2 + o(t2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
nAJDEM ln n(t) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ln n(t) = ln 'n( |
|
t |
|
|
t |
|
|
|
|
|
2 |
|
t |
|
|
t2 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
p |
|
) = n ln '( |
p |
|
) = n ln(1 |
; |
|
|
2 ( |
p |
|
)2 |
+ o( |
|
|
|
)) |
||||||||||||||||
|
|
|
|
2n |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
n |
n |
|
n |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
wOSPOLXZUEMSQ RAZLOVENIEM W RQD FUNKCII ln(1 |
; |
x) = |
; |
(x + |
x2 |
+ |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
x |
3 |
|
|
|
|
|
|
t |
2 |
|
|
|
t |
2 |
|
|
|
t |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||
|
|
PO\TOMU |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3 + : : :), |
ln n(t) = n(;2n + o( 2n)) ! ;2 |
2 ; n ! 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
t2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
iTAK, DOKAZANO, ^TO PRI n ! 1 ln n(t) ! ; |
t |
, TOGDA n(t) ! e; 2 |
, A |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
2 |
\TO ESTX HARAKTERISTI^ESKAQ FUNKCIQ STANDARTNOJ NORMALXNOJ WELI- ^INY, ZNA^IT, TEOREMA DOKAZANA.
2.11sISTEMY DWUH SLU^AJNYH WELI^IN
w PRAKTI^ESKIH PRIMENENIQH TEORII WEROQTNOSTEJ ^ASTO PRIHODIT- SQ STALKIWATXSQ S ZADA^AMI, W KOTORYH REZULXTAT OPYTA OPISYWAETSQ NE ODNOJ SLU^AJNOJ WELI^INOJ, A DWUMQ ILI BOLEE SLU^AJNYMI WELI^I- NAMI. sWOJSTWA SISTEMY NESKOLXKIH SLU^AJNYH WELI^IN NE IS^ERPYWA- @TSQ SWOJSTWAMI OTDELXNYH WELI^IN, EE SOSTAWLQ@]IH, POMIMO \TOGO ONA WKL@^AET TAKVE WZAIMNYE SWQZI (ZAWISIMOSTI) MEVDU SLU^AJNY- MI WELI^INAMI. zDESX MY RASSMOTRIM TOLXKO SISTEMU 2-H SLU^AJNYH WELI^IN ( ; ).
oPREDELENIE. fUNKCIEJ RASPREDELENIQ SISTEMY 2-H SLU^AJNYH WE- LI^IN ( ; ) NAZYWAETSQ WEROQTNOSTX SOWMESTNOGO WYPOLNENIQ 2-H NE-
69
RAWENSTW ( < x; < y)
F (x; y) = P( < x; < y):
fUNKCIQ RASPREDELENIQ F (x; y) ESTX WEROQTNOSTX POPADANIQ SLU^AJ- NOJ TO^KI ( ; ) W BESKONE^NYJ KWADRAT S WER[INOJ W TO^KE (x; y), LEVA- ]EJ LEWEE I NIVE EE. fUNKCIQ RASPREDELENIQ ODNOJ SLU^AJNOJ WELI^I- NY - OBOZNA^IM EE F (x) - PREDSTAWLQET SOBOJ WEROQTNOSTX POPADANIQ SLU^AJNOJ TO^KI W POLUPLOSKOSTX, OGRANI^ENNU@ SPRAWA ABCISSOJ x, A FUNKCIQ RASPREDELENIQ - F (y) - WEROQTNOSTX POPADANIQ SLU^AJNOJ TO^KI W POLUPLOSKOSTX, OGRANI^ENNU@ SWERHU ORDINATOJ y.
sWOJSTWA FUNKCII RASPREDELENIQ F(x; y) ANALOGI^NY SWOJSTWAM FUNK- CII RASPREDELENIQ ODNOJ SLU^AJNOJ WELI^INY.
1) fUNKCIQ F (x; y) ESTX NEUBYWA@]AQ FUNKCIQ OBOIH SWOIH ARGUMEN-
TOW, TO ESTX PRI x2 > x1; F (x2; y) F(x1; y), PRI y2 > y1; F (x; y2) F(x; y1).
;1 FUNKCIQ RASPREDELENIQ RAWNA NUL@ F (x; ;1) =
F(;1; y) = F (;1; ;1) = 0.
3) pRI ODNOM IZ ARGUMENTOW, RAWNOM +1, FUNKCIQ RASPREDELENIQ SISTEMY ESTX FUNKCIQ RASPREDELENIQ SLU^AJNOJ WELI^INY, SOOTWET- STWU@]EJ DRUGOMU AGRUMENTU F (x; +1) = F (x); F(+1; x) = F (y):
4) eSLI OBA ARGUMENTA RAWNY +1, FUNKCIQ RASPREDELENIQ SISTEMY RAWNA 1. F (+1; +1) = 1:
5) P (a < < b; c < < d) = F (a; d) ; F (a; c) ; F(b; d) + F (a; d). wWEDENNAQ FUNKCIQ RASPREDELENIQ SU]ESTWUET DLQ SISTEM L@BYH
SLU^AJNYH WELI^IN, KAK DISKRETNYH, TAK I NEPRERYWNYH.
sISTEMU DISKRETNYH SLU^AJNYH WELI^IN MOVNO HARAKTERIZOWATX SOWOKUPNOSTX@ WEROQTNOSTEJ pij, KOTORYE MOGUT BYTX SWEDENY W TABLI- CU:
70
n |
x1 |
x2 |
|
xn |
|
p11 |
p12 |
p1n |
|||
y1 |
|
||||
|
|
|
|
||
y2 |
p21 |
p22 |
|
p2n |
|
|
|
|
|
||
. |
|
|
|
|
|
ym |
|||||
pm1 |
pm2 |
|
pmn |
||
|
|
|
|
tOGDA ODNOMERNYE ZAKONY: P ( = xk) = = pk, P( = yl) =
n
P pil = pl:
i=1 sISTEMU NEPRERYWNYH SLU^AJNYH WELI^IN MOVNO HARAKTERIZOWATX PLOTNOSTX@ RASPREDELENIQ. rASSMOTRIM WEROQTNOSTX POPADANIQ ( ; ) W MALYJ PRQMOUGOLXNIK D SO STORONAMI 4x I 4y.
P (( ; y) 2 D):
pO PQTOMU SWOJSTWU FUNKCII RASPREDELENIQ:
|
|
|
lim |
P(( ; ) 2 D) |
= |
||
|
|
|
x!0; y!0 |
x y |
|
||
= |
lim |
F (x + x; y + y) |
; F(x + x; y) |
; F(x; y + y) + F (x; y) |
|||
|
x!0; y!0 |
|
|
|
|
x y |
|
|
eSLI FUNKCIQ F(x; y) NEPRERYWNO DIFFERENCIRUEMA, TO |
||||||
|
|
lim |
P(( ; ) |
2 D) = @2F(x; y) = f(x; y) |
|||
|
|
x!0; y!0 |
x y |
|
@x@y |
|
|
|
fUNKCIQ f(x; y) NAZYWAETSQ PLOTNOSTX@ RASPREDELENIQ SISTEMY 2-H |
||||||
SLU^AJNYH WELI^IN. |
|
|
|
|
|
||
|
tOGDA |
|
|
Zx |
Zy |
|
|
|
|
F(x; y) = |
f(x; y)dxdy: |
||||
|
|
|
|
;1 ;1 |
|
|
pO\TOMU P(a < < b; c < < d) = |
b d f(x; y)dxdy. |
|||||
|
|
|
|
|
|
R R |
|
|
|
|
|
|
a c |
pLOTNOSTX RASPREDELENIQ UDOWLETWORQET SLEDU@]IM SWOJSTWAM: |
||||||
1) |
f(x; y) |
|
0. |
|
|
|
|
+1 |
+1 |
|
|
|
|
2) |
R |
R |
|
|
|
|
;1 ;1 f(x; y)dxdy = 1 |
|
|
||||
3) |
oDNOMERNYE PLOTNOSTI IME@T WID: |
|||||
|
|
+1 |
|
|
+1 |
|
f (x) = ;1R |
f(x; y)dy; f (y) = |
;1R f(x; y)dx. |
||||
pRIMER 1. |
|
|
|
dWUMERNAQ SLU^AJNAQ WELI^INA ( ; ) RASPREDELENA RAWNOMERNO W OB-
LASTI D, ESLI |
|
|
f(x; y) = 8 |
1 |
; (x; y) 2 D |
SD |
||
< |
|
2 |
0; (x; y) = D; |
||
GDE SD - PLO]ADX OBLASTI D. : |
|
|
oPREDELENIE. sLU^AJNYE WELI^INY I NAZYWA@TSQ NEZAWISI- MYMI, ESLI ZAKON RASPREDELENIQ KAVDOJ IZ NIH NE ZAWISIT OT TOGO, KAKOE ZNA^ENIE PRINQLA DRUGAQ WELI^INA. w PROTIWNOM SLU^AE I NAZYWA@TSQ ZAWISIMYMI.
tAKIM OBRAZOM, DISKRETNYE SLU^AJNYE WELI^INY NEZAWISIMY, ESLI
P( = xi; = yj) = P( = xi) P ( = yj) = pi pj; NEPRERYWNYE SLU^AJNYE WELI^INY NEZAWISIMY, ESLI f(x; y) = f f .
pRIMER 2. pLOTNOSTX RASPREDELENIQ SISTEMY ( ; ) IMEET WID:
f(x; y) = |
1 |
: |
|
||
2(x2 + y2 + x2y2 + 1) |
oPREDELITX, ZAWISIMY ILI NET I .
rE[ENIE. rAZLAGAQ ZNAMENATELX NA MNOVITELI, IMEEM, ^TO
|
1 |
1 |
|
|
f(x; y) = |
|
|
|
= f f ; |
(1 + x2) |
(1 + y2) |
ZNA^IT, I - NEZAWISIMY.
oPREDELENIE. kORRELQCIONNYM MOMENTOM SLU^AJNYH WELI^IN INAZYWAETSQ
K ; = M(( ; M ) ( ; M ))
72