- •Случайные события
- •Некоторые виды событий
- •Классическое определение вероятности случайного события
- •Случайные величины
- •Понятие дискретных и непрерывных случайных величин
- •Дискретные случайные величины
- •Основные числовые характеристики дискретной случайной величины
- •Непрерывные случайные величины
- •Основные числовые характеристики непрерывной случайной величины
- •Нормальный закон распределения (закон Гаусса)
- •Анализ вариабельности сердечного ритма
- •Вариационная пульсометрия
- •Статистические методы
- •Показатели статистического анализа (временной анализ).
- •Вероятностный подход
- •Перечень основных показателей вариабельности сердечного ритма
- •Упражнения
- •Задание
Случайные величины
Определение. Случайной величиной называют такую величину, которая в результате эксперимента принимает какое-либо одно значение из множества ее возможных значений, причем до эксперимента невозможно предсказать, какое именно.
Случайными величинами являются, например, количество очков, выпадающих при бросании игрального кубика, число посетителей аптеки в течение дня, количество яблок на дереве и т. д.
Случайными величинами являются также температура больного в некоторое наугад выбранное время суток, масса наугад выбранной таблетки некоторого препарата, рост наугад выбранного студента и т. д.
Однако с математической точки зрения между такими случайными величинами, как, например, число посетителей аптеки в течение дня (обозначим эту случайную величину X1) и рост наугад выбранного студента из некоторой группы студентов (величина Х2), имеется принципиальное различие, а именно: для величины X1можно перечислить все ее возможные значения (1, 2, 3, 4, 5, 6, ...), тогда как для величины Х2этого сделать нельзя, поскольку эта величина в результате измерения может принять любое значение из отрезка, где
и — соответственно минимальный и максимальный рост студентов группы.
Случайные величины принято обозначать прописными буквами латинского алфавита — X, Y, Z и т. д., а их возможные значения — соответствующими строчными буквами с числовыми индексами. Например, значения случайной величины xобозначают следующим образом:x1,x2,x3и т. д.
Понятие дискретных и непрерывных случайных величин
Определение. Случайная величина называется дискретной, если совокупность всех ее возможных значений представляет собой конечное или бесконечное, но обязательно счетное множество значений, т. е. такое множество, все элементы которого могут быть (по крайней мере, теоретически) пронумерованы и выписаны в соответствующей последовательности.
Определение. Случайная величина называется непрерывной, если множество ее возможных значений представляет собой некоторый конечный или бесконечный промежуток числовой оси.
Исходя из этих определений, такие из перечисленных выше случайных величин, как количество очков, выпадающих при бросании игрального кубика, число посетителей аптеки в течение дня, количество яблок на. дереве, являются дискретными случайными величинами, а такие, как температура больного в фиксированное время суток, масса наугад выбранной таблетки некоторого препарата, рост наугад выбранного студента, — непрерывными величинами.
Дискретные случайные величины
Рассмотрим подробнее дискретные случайные величины, причем, как правило, будем ограничивать рассмотрение такими случайными величинами, у которых количество возможных значений конечно.
Наиболее полную информацию о дискретной случайной величине дает закон распределения этой величины.
Определение. Законом распределения дискретной случайной величины называется соответствие между всеми возможными значениями этой случайной величины и соответствующими им вероятностями.
Закон распределения дискретной случайной величины часто задают в виде двухстрочной таблицы, в первой строке которой перечислены все возможные значения этой величины (как правило, в порядке возрастания), а во второй — соответствующие этим значениям вероятности таблице 1:
X |
X1 |
X2 |
… |
Xn |
P |
P1 |
P2 |
… |
Pn |
Пример 2.Имеется десять студенческих групп, насчитывающих соответственно 12, 10, 11, 8, 12, 9, 10, 8, 10 и 11 студентов. Составить закон распределения случайной величины X, определяемой как число студентов в наугад выбранной группе.
Решение. Возможными значениями рассматриваемой случайной величины Х являются следующие (в порядке возрастания):
8, 9, 10, 11 и 12.
Поскольку случайная величина Х принимает значение, равное 8, в том случае, если наугад выбранной группой окажется группа из 8 студентов (назовем это событием А), вероятность того, что случайная величина Х примет значение , равна вероятности этого случайного события:.
Вероятность же случайного события А в соответствии с классическим определением вероятности равна поскольку из 10 групп две насчитывают по 8 студентов.
Таким образом, для вероятности значения получаем:
.
Аналогично можно найти вероятности остальных значений случайной величины X:
что позволяет составить искомый закон распределения (таблица 2):
X |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
P |
0,2 |
0,1 |
0,3 |
0,2 |
0,2 |
Закон распределения дискретной случайной величины может быть задан также с помощью формулы, позволяющей для каждого возможного значения этой величины определить соответствующую вероятность.