Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТИ 2014 / тв22 нормальное распределение.ppt
Скачиваний:
40
Добавлен:
15.02.2016
Размер:
623.1 Кб
Скачать

Непрерывная случайная величина Х

называется распределенной

по нормальному закону с параметрами

a, σ>0, если она имеет плотность

вероятности

 

f (x)

1

 

( x a)2

2

e

2 2

 

 

Кривая распределения имеет вид:

f (x) t

a

x

Где

t

 

1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Выясним смысл параметров распределения Гаусса.

Для этого вычислим характеристики этого

распределения

(математическое

ожидание

и

дисперсию).

 

 

 

 

 

( x a)2

 

 

 

 

1

 

 

 

M[X ] x f (x)dx

x e

2 2 dx

 

 

 

 

2

 

 

 

 

Делаем замену переменной:

 

 

 

 

 

t x a

x 2 t a

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

dx

2 dt

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

t a) e t 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

2

2

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

t a) e t 2 dt

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разбиваем на сумму двух интегралов:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

a

 

 

 

t e t 2 dt

 

e t 2 dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Второй интеграл представляет собой интеграл Пуассона:

e t 2 dt

В первом интеграле вносим t под знак дифференциала:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

a

e t2

 

 

e t2 d(t2 )

a a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, параметр a представляет собой математическое ожидание случайной величины.

Теперь найдем дисперсию:

 

 

 

1

 

 

e

( x a)2

D[X ] (x mx )2

f (x)dx

 

 

(x a)2

2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

dx

Делаем замену переменной:

 

 

 

 

 

 

 

t

x

 

a

 

x a

 

t

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

dt 2 2

 

 

 

 

 

(

 

t)2 e t 2

 

 

t 2 e t 2 dt

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Этот интеграл берем по частям:

 

 

 

 

 

t u;

2t e t2 dt dv

 

 

 

 

 

 

 

dt du;

v e t 2

 

 

 

2

 

t 2

 

 

 

 

t 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t e

 

 

 

 

 

)dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первое слагаемое в скобках равно 0, так как экспонента в минус бесконечной степени будет стремиться к нулю быстрее, чем возрастает любая степень t.

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

e t

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этот интеграл представляет собой интеграл

Пуассона:

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

σ

Тогда параметр

 

представляет собой

среднеквадратичное отклонение.

Если изменять параметр a , кривая распределения будет смещаться вдоль оси абсцисс, не изменяя при этом своей формы.

f (x)

a 0

a1

a2

x

Параметр σ характеризует не положение, а саму форму кривой распределения. При его увеличении кривая

распределения становится более плоской, и наоборот.

f (x)

1

2

 

3

σ1< σ2< σ3

x

То, что случайная величина Х распределена по нормальному закону с параметрами a, σ>0 , обозначается

X N(a, )

При вычислении вероятностей такая случайная величина сводится к случайной величине

Z N (0,1)