Вопросы к зачету по математике для студентов заочной формы обучения специальности 270102.65 - Промышленное и гражданское строительство IV семестр Теория вероятностей и математическая статистика. 1. Элементы комбинаторики. 2. Испытания и события. Виды событий. 3. Классическая формула вероятности. 4. Статистическая и геометрическая вероятности. 5. Сумма событий. Теорема сложения вероятностей несовместных событий. 6. Произведение событий. Теорема умножения вероятностей независимых событий. 7. Вероятности появления: только одного события, хотя бы одного события. 8. Условная вероятность. Теорема умножения вероятностей событий. 9. Теорема сложения вероятностей совместных событий. 10. Формула полной вероятности. 11. Вероятность гипотез. Формула Байеса. 12. Повторные испытания. Формула Бернулли. Формула Пуассона. Наивероятнейшее число. 13. Локальная и интегральная теоремы Лапласа. 14. Случайные величины: дискретные и непрерывные. 15. Числовые характеристики случайных величин: математическое ожидание, дисперсия, среднеквадратическое отклонение. 16. Интегральная и дифференциальная функции распределения случайных величин. Их свойства. 17. Законы распределения случайных величин (биномиальное, геометрическое, распределение Пуассона, равномерное, нормальное, показательное). 18. Основные понятия математической статистики (генеральная совокупность и выборка, табличное и графическое представление выборки). 19. Выборочные: средняя, дисперсия, среднеквадратическое отклонение. 20. Другие характеристики выборки: мода, медиана, коэффициент вариации, эмпирические моменты, коэффициенты асимметрии и эксцесса. 21. Точечные оценки параметров распределения и их свойства (несмещенность, состоятельность, эффективность). 22. Проверка статистических гипотез. Основная, альтернативная гипотезы, уровень значимости, мощность критерия. Критерии согласия (Пирсона, Колмогорова). 23. Интервальные оценки. Доверительная вероятность и доверительный интервал. Доверительный интервал для математического ожидания нормального распределения. 24. Корреляционный и регрессионный анализ. Кривые регрессии, их свойства. Коэффициент корреляции и корреляционное отношение. 25. Определение параметров линии регрессии. 1 Контрольная работа № 6. Теория вероятностей и математическая статистика. Задача 1. Классическое определение вероятности Теоремы сложения и умножения вероятностей. 1. Из ящика, в котором находятся 20 шаров - 10 белых, 6 черных и 4 красных вынимают сразу 3 шара. Что вероятнее – все три шара одного цвета или разного? 2. В двух равных партиях процент качественных товаров 80 и 90 соответственно. Наудачу выбирают по одному товару из каждой партии. Какова вероятность, что среди отобранных товаров окажется хотя бы один качественный? 3. Десять деталей, среди которых имеются четыре бракованных, случайным образом поровну раскладываются в два ящика. Какова вероятность того, что в обоих ящиках окажется по одинаковому числу бракованных деталей? 4. На базу поступило 60 телевизоров, из них только треть качественных. Взяли наудачу 2 телевизора. Какова вероятность, что среди отобранных телевизоров окажется хотя бы один качественный? 5. Из колоды 36 карт вынимают наугад сразу четыре карты. Найти вероятность того, что среди них окажется хотя бы один туз. 6. Два игрока стреляют по мишени. Вероятность попадания при одном выстреле первым игроком равна 0,8, вторым – 0,85. Первый сделал 2 выстрела, второй – три. Найти вероятность того, что мишень не поражена. 7. Имеется три одинаковых на вид ящика по 11 букв в каждом. В первом находятся 11 букв от А до Й, во втором – от К до Ф, в третьем – от Ч до Я. Из каждого ящика вынимают наугад по одной букве. Найти вероятность того, что из вынутых трех букв можно сложить слово ХИТ. 8. Вероятность того, что стрелок хотя бы один раз попадет в цель при трех выстрелах равна 0,873. Найти вероятность того, что при двух выстрелах будет ровно один промах. 9. На базу поступило 40 телевизоров, из них только 35 – качественных. Взяли наудачу 2 телевизора. Какова вероятность, что среди отобранных телевизоров окажется хотя бы один качественный? 2 10. Группу туристов из 12 человек разбивают случайным образом на две равные подгруппы. Найти вероятность того, что два друга попадут в одну подгруппу. Задача 2. Формула полной вероятности. Формула Байеса. 1. В магазин поступают однотипные изделия с трех заводов в следующем соотношении 20, 30 и 50%. Среди изделий первого завода 60% первосортных, второго завода – 80%, а третьего завода – 40%. Куплено одно изделие, которое оказалось первосортным. На каком заводе вероятнее всего оно было изготовлено? 2. На линии работают две бригады. В первой бригаде три машины, во второй - пять. Вероятность безотказной работы одной машины в первой бригаде равна 0,9, а во второй – 0,8. Найти вероятность того, что наугад выбранная машина на линии работает безотказно. 3. На склад поступили приборы трёх фирм-изготовителей в следующем соотношении 50, 20 и 30%. Известно, что среди приборов первой фирмы 92% высшего качества, второй - 90%, третьей - 85%. Взяли один прибор со склада, он оказался не высшего сорта. Найти вероятность того, что взятый прибор изготовлен третьей фирмой. 4. В магазин поступают однотипные изделия, изготовленные на трех различных заводах в следующем соотношении 2 : 3 : 6. Вероятность изготовления бракованного изделия первым заводом равна 0,7 второго – 0,8, третьего – 0,9. Найти вероятность того, что купленное наугад изделие окажется бракованным. 5. В одной коробке лежат 10 исправных и 3 неисправных батарейки, а в другой – 7 и 3 соответственно. Из наудачу взятой коробки извлекают 1 батарейку, она оказалась исправная. Из какой коробки наиболее вероятнее извлекли батарейку? 6. Имеется три одинаковых на вид ящика. В первом находятся 10 белых и 6 черных шаров, во втором - 9 белых и 7 черных, в третьем – все 16 шаров черные. Из наугад взятого ящика вынимают сразу 3 шара и они все оказались черными. Найти вероятность того, что они вынуты из третьего ящика. 7. На склад поступили приборы трёх фирм-изготовителей в следующем соотношении 6 : 1 : 3. Известно, что среди приборов первой фирмы 90% высшего качества, второй - 80%, третьей - 85%. Со склада взяли один прибор для проверки. Найти вероятность того, что этот прибор высшего качества. 3 8. На склад поступают приборы, выпущенные двумя цехами в соотношении 3:2. Вероятность выпуска бракованного прибора для первого цеха равна 0,05, а для второго – 0,1. Для контроля со склада взяли один прибор для проверки, он оказался бракованным. Найти вероятность того, что этот прибор выпущен первым цехом. 9. Два цеха собирают одинаковые приборы. Вероятность выпустить бракованный прибор для первого цеха равна 0,1, для второго – 0,2. Детали обоих цехов складируются вместе. Первый цех собрал за смену 30% приборов от общего числа. Со склада отобрали 3 прибора. Найти вероятность того, что взятый наугад прибор со склада окажется стандартным. 10. На склад поступает продукция, выпущенная двумя цехами в соотношении 3:2. Вероятность выпуска нестандартной продукции для первого цеха равна 0,05, а для второго – 0,1. Найти вероятность того, что взятая наугад продукция со склада окажется стандартной. Задача 3. Повторение испытаний. 1. Вероятность того, что завод выпускает бракованный прибор, равна 0,03. Магазин закупил 200 приборов. Найти вероятность того, что среди них окажется хотя бы три бракованных прибора. 2. При въезде в новую квартиру в осветительную сеть одной из квартир было включено 6 новых электрических лампочек. Каждая лампочка в течение года перегорает с вероятностью 0,3. Найти вероятность того, что в течение года не менее половины лампочек придётся заменить новыми (не менее половины – это 3, 4, 5 или 6 лампочек). 3. Вероятность того, что учебник сброшюрован неправильно, равна 0,003. Найти вероятность того, что тираж в 1000 экземпляров содержит не менее трёх неправильно сброшюрованных учебников. 4. Вероятность выигрыша по одному лотерейному билету 0,02. Было приобретено 5 билетов. Найти вероятность того, что хотя бы два билеты окажутся выигрышными. 4 5. Вариант теста состоит из 5 вопросов. На каждый вопрос предложено три варианта ответа, один из которых верный. Какова вероятность, что при случайном выборе ответа студенту удастся набрать хотя бы три правильных ответа. 6. В мишень стреляют 300 раз. Вероятность попадания в мишень при каждом выстреле одинакова и равна 0,8. Найти вероятность того, что мишень будет поражена ровно 240 раз. 7. Отдел технического контроля проверяет 800 изделий на стандартность. Вероятность того, что изделие окажется стандартным, равна 0,9. С вероятностью 0,975 найти границы, в которых будет заключено число стандартных изделий. 8. В агенстве ежегодно страхуются 5000 человек от несчастных случаев. Вероятность получения травмы для каждого в год 0,002. Какова вероятность, что хотя бы три человека получат травму и потребуют выплаты? 9. Вероятность повреждения одного изделия в пути равна 0,2. Найти вероятность того, что при перевозке 120 изделий будет повреждено не более 20. 10. Вероятность «сбоя» в работе телефонной станции при каждом вызове равна 0,002. За сутки поступает 5000 вызовов. Найти вероятность того, что хотя бы два «сбоя» за сутки произошло. Задача 4. Дискретная случайная величина. 1. На соревнованиях необходимо преодолеть четыре препятствия с вероятностями, равными соответственно 0,9; 0,8; 0,7 и 0,6. При первой неудаче спортсмен сходит с дистанции. Составить закон распределения случайной величины Х - число взятых препятствий. Найти математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение случайной величины Х, функцию распределения и построить ее график. 2. В коробке лежат 7 исправных и 3 неисправных батарейки. Наудачу извлекают сразу три батарейки. Составить закон распределения случайной величины Х числа исправных батареек среди извлечённых. Найти математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение случайной величины Х, функцию распределения и построить ее график. 3. Вероятность выигрыша по одному лотерейному билету 0,02. Было приобретено 5 билетов. Составить закон распределения случайной величины Х – число 5 выигрышных билетов. Найти математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение случайной величины Х, функцию распределения и построить ее график. 4. Вероятность получения ответа при посылке некоторого сигнала равна 0,8. Было послано 4 сигнала. Составить закон распределения случайной величины Х - число полученных ответов. Найти математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение случайной величины Х, функцию распределения и построить ее график. Каково наиболее вероятное число полученных ответов. 5. Среди десяти изготовленных деталей имеются четыре бракованных. Детали случайным образом раскладываются в два ящика по пять деталей в каждом. Составить закон распределения случайной величины Х - число бракованных деталей в одном ящике. Найти математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение случайной величины Х, функцию распределения и построить ее график. 6. Каждый из двух стрелков сделали по два выстрела по мишени. Вероятность попадания в мишень первого стрелка равна 0,7, а для второго – 0,8. Составить закон распределения общего числа попаданий. Найти математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение случайной величины Х, функцию распределения и построить ее график. 7. Вероятность работы каждого из четырех закупленных тракторов без поломок в течение определенного времени равна 0,8. Ремонт одного трактора обходится 200$. Составить закон распределения случайной величины X – общая стоимость ремонта поломанных тракторов. Найти математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение случайной величины Х, функцию распределения и построить ее график. 8. Спортсмен бросает мяч в корзину до первого попадания. Вероятность попадания при каждом бросании равна 0,8. Составить закон распределения случайной величины X – число сделанных бросков. Найти математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение случайной величины Х, функцию распределения и построить ее график. Сколько раз вероятнее всего придется бросать мяч? 6 9. Завод производит в среднем 5% бракованных телевизоров. Фирма приобретает 4 телевизора, не зная о возможных дефектах. Ремонт одного дефектного телевизора фирме обойдется 50$. Составить закон распределения случайной величины X – общая стоимость ремонта бракованных телевизоров. Найти математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение случайной величины Х, функцию распределения и построить ее график. 10. Из группы 15 студентов, среди которых 5 девушек, случайным образом отобрали трое. Составить закон распределения случайной величины X – число девушек среди отобранных студентов. Найти математическое ожидание, дисперсию, среднее квадратическое отклонение случайной величины Х, функцию распределения и построить ее график. Сколько вероятнее всего будет девушек среди трех отобранных студентов? Задача 5. Непрерывная случайная величина. 1. kx, x (0; 5); . 0, x (0; 5); Дифференциальная функция случайной величины имеет вид f ( x) Найти: а) неизвестную постоянную k ; б) интегральную функцию распределения; в) вероятность попадания случайной величины в интервал (2; 4). Построить графики дифференциальной и интегральной функций распределения. 2. Случайная величина распределена по равномерному закону с параметрами a 2 , b 7 . Найти: а) дифференциальную и интегральную функции распределения этой случайной величины; б) интервал, в который с вероятностью 0,9722 попадет случайная величина в результате испытаний. Построить графики дифференциальной и интегральной функций распределения. 3. Случайная величина распределена по нормальному закону с параметрами a 2 , 5 . Найти: а) дифференциальную и интегральную функции распределения этой случайной величины; б) вероятность того, что случайная величина примет значение из интервала (1,5; 3). Построить график дифференциальной функции распределения. 4. Случайная величина распределена по показательному закону с параметром 0,4. Найти: а) дифференциальную и интегральную функции распределения этой случайной величины; б) вероятность того, что случайная величина примет 7 значение из интервала (2; 3,5). Построить графики дифференциальной и интегральной функций распределения. 5. Дифференциальная функция случайной величины, распределенной по 0, x 0 . Найти: а) интегральную 2 x 2e , x 0 показательному закону, имеет вид f ( x) функцию распределения; в) вероятность попадания случайной величины в интервал (0,2; 0,4). Построить график дифференциальной функции распределения. 6. Математическое ожидание случайной величины, распределенной по нормальному закону, равно 2. Вероятность того, что случайная величина попадет в интервал (2; 3) равна 0,47. Найти: а) дифференциальную и интегральную функции распределения этой случайной величины; б) вероятность попадания случайной величины в интервал (1; 2,5). Построить график дифференциальной функции распределения. 7. Дифференциальная функция случайной величины, распределенной по закону Коши, имеет вид f ( x) c . Найти: а) неизвестную постоянную c ; б) 1 x2 интегральную функцию распределения; в) вероятность попадания случайной величины в интервал 3; 3 . Построить графики дифференциальной и интегральной функций распределения. 8. Случайная величина задана дифференциальной функцией распределения 2x 1, 1 x 2; f x x 1;2. 0, Найти: а) интегральную функцию распределения этой случайной величины; б) математическое ожидание; в) вероятность того, что случайная величина примет значение из интервала (1; 1,5). Построить графики дифференциальной и интегральной функций распределения. 9. Случайная величина распределена по равномерному закону с параметрами a 2 , b 5 . Найти: а) дифференциальную и интегральную функции распределения этой случайной величины; б) вероятность того, что случайная величина примет значение из интервала (1,5; 3). Построить графики дифференциальной и интегральной функций распределения. 8 10. Дифференциальная нормальному функция закону, имеет случайной вид величины, f ( x) 1 2 e x2 4 . распределенной Найти: а) по среднее квадратическое отклонение; б) интегральную функцию распределения; в) интервал, в который с вероятностью 0,9722 попадет случайная величина в результате испытаний. Построить график дифференциальной функции распределения. Задача 6. Математическая статистика. В результате эксперимента была получена двумерная выборка (X, Y). Провести обработку статистических данных и на основании результатов вычислений сделать заключение об изучаемом случайном явлении Х, установить, есть ли корреляционная зависимость между случайными величинами X и Y. I часть. a) Сгруппировать данные, составить корреляционную таблицу. б) Построить интервальный вариационный ряд для выборки Х. в) Найти эмпирическую функцию распределения выборки и построить ее график. г) Построить полигон и гистограмму относительных частот. д) Вычислить числовые характеристики выборки: выборочную среднюю; выборочную дисперсию; выборочное среднее квадратическое отклонение. е) Используя критерии согласия Пирсона и Колмогорова, при уровне значимости , проверить, согласуется ли гипотеза о нормальном распределении генеральной совокупности Х с заданным эмпирическим распределением. ж) На одном рисунке построить гистограмму относительных частот выборки Х и теоретическую функцию плотности вероятностей. з) Найти интервальные оценки параметров распределения выборки при уровне значимости . II часть. а) Вычислить для каждой выборки числовые характеристики: выборочные средние и , выборочные дисперсии отклонения и и , выборочные средние квадратические . в) Вычислить выборочный коэффициент корреляции и проверить его значимость 9 (уровень значимости принять равным 0,05 ). г) Найти выборочные уравнения прямых линий регрессии Y на X и X на Y, изобразить линии на корреляционном поле. д) Построить эмпирические и теоретические линии регрессии. Вариант 1. X 68 60 64 66 68 72 78 66 66 62 66 68 69 63 68 68 62 Y 151 126 118 137 178 184 142 135 146 150 163 176 170 122 138 139 152 Вариант 2. X 58 43 42 47 49 54 49 45 50 52 55 60 46 51 43 39 40 X 68 59 72 73 52 62 64 76 77 64 68 69 71 70 67 68 64 Y 147 88 112 112 119 128 104 140 124 135 135 153 97 116 90 69 109 Y 128 129 167 171 104 128 142 171 170 154 154 177 157 131 162 141 143 X Y 51 53 45 60 54 58 53 42 56 43 50 48 44 40 52 54 49 124 120 104 138 116 132 128 100 114 109 119 125 105 113 106 137 136 10 X Y 72 64 67 70 67 70 64 70 68 70 83 69 67 77 80 60 69 179 131 144 171 177 172 162 162 168 166 175 144 153 203 172 171 161 X Y 56 50 48 38 44 56 49 48 57 51 50 47 52 46 34 59 47 143 108 104 91 108 130 143 108 143 139 107 127 141 78 62 139 101 Вариант 3. X Y 101 110 102 107 95 112 77 102 97 105 109 98 109 85 118 112 101 X 56 34 67 51 47 52 16 31 51 62 55 56 34 30 63 30 41 Y 101 88 90 99 97 109 85 105 98 100 105 90 96 100 97 103 87 X 32 18 60 47 35 49 27 32 35 47 49 12 53 46 58 48 65 Y 96 111 94 110 106 108 98 109 100 111 97 96 91 89 109 85 107 55 38 29 55 54 43 80 42 54 74 26 66 60 22 26 48 77 Вариант 4. X Y 40 37 39 37 36 16 25 34 25 32 33 30 25 38 39 36 27 61 67 88 68 79 104 78 86 94 79 103 76 108 77 69 77 97 X Y 37 44 37 32 36 40 38 27 37 32 33 35 29 34 33 39 38 88 89 90 92 98 69 83 78 72 77 77 49 91 80 85 107 61 11 X Y 31 41 32 45 20 44 49 34 31 39 37 35 18 38 34 34 35 90 66 81 70 103 59 64 67 106 81 65 73 125 72 86 108 84 Вариант 5. X Y 16 12 15 15 21 15 15 21 14 26 17 14 17 11 12 11 23 X 52 51 71 38 66 45 47 39 67 44 31 53 42 46 56 54 75 Y 17 16 12 17 17 19 25 17 27 22 10 27 18 18 15 13 23 X 32 61 67 73 44 60 41 61 40 44 42 39 35 50 40 29 36 Y 22 19 19 17 28 24 17 26 23 26 23 21 15 24 17 16 13 35 58 43 60 49 80 69 49 45 67 52 54 59 71 56 59 50 Вариант 6. X Y 31 32 28 38 41 21 42 35 46 32 39 43 34 32 31 37 32 57 47 33 62 49 19 66 47 64 47 57 74 38 33 50 37 30 X Y 28 31 30 40 38 29 37 27 29 33 42 23 32 26 22 25 19 11 31 29 71 41 39 62 28 32 19 35 16 16 35 13 14 26 12 X Y 19 33 31 39 30 23 33 26 30 32 42 36 28 48 24 34 35 17 23 42 60 30 37 42 27 23 17 49 50 14 64 23 30 49 Вариант 7. X Y 90 87 90 70 107 100 91 68 77 95 78 106 105 92 104 78 101 X 193 172 175 136 200 192 177 125 135 192 149 220 202 171 218 130 188 Y 93 79 90 97 89 88 101 96 87 87 96 80 87 92 94 85 96 X 174 143 186 176 178 178 198 186 143 140 168 118 176 174 155 146 169 Y 102 76 95 95 109 98 90 97 97 80 82 76 86 95 84 86 81 195 161 184 187 206 170 160 190 161 138 156 127 168 201 164 168 132 Вариант 8. X 154 175 167 167 171 165 172 164 183 151 176 185 178 178 163 159 173 Y 74 56 75 80 84 68 71 75 84 59 92 88 103 79 48 84 67 X Y 176 174 168 169 175 176 173 169 169 171 176 184 170 174 174 183 180 79 73 52 67 106 101 43 65 76 90 96 110 93 63 65 74 99 13 X 180 178 165 174 173 164 166 166 168 167 172 167 168 179 171 185 159 Y 85 99 63 75 92 103 89 95 81 90 87 61 64 87 105 76 81 Вариант 9. X Y 27 17 29 17 22 25 31 24 25 36 25 28 31 21 30 39 37 X 49 53 73 34 64 40 41 30 70 30 22 51 34 46 55 51 70 Y 28 28 37 20 31 18 20 34 27 20 35 30 27 24 25 35 35 X 23 60 68 76 36 59 30 58 26 37 37 24 26 46 34 19 54 Y 42 30 36 30 24 31 35 29 27 23 25 33 28 22 20 23 26 73 60 51 34 58 35 77 69 38 36 62 43 47 60 70 53 23 Вариант 10. X Y 44 36 48 40 38 48 37 41 35 43 50 45 32 45 33 46 52 65 37 54 48 23 48 35 41 21 52 58 56 18 41 39 33 52 X Y 40 36 39 37 43 47 44 46 31 44 40 38 30 36 26 41 44 17 24 32 46 30 57 54 48 20 22 11 15 -13 40 9 13 27 14 X Y 41 40 39 40 41 42 42 29 43 43 53 46 35 39 48 40 33 45 32 55 38 42 30 19 5 46 17 50 50 15 40 69 19 29 Литература 1. Баданина Л.А., Серова Г.В. Теория вероятностей и математическая статистика: Методическое пособие по выполнению контрольной работы по математике для студентов заочной формы обучения.- Архангельск: Изд-во С(А)ФУ, 2011.- 75с. (Можно найти на сайте http://narfu.ru/isia/km/education/books/) 2. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике.- М.: Высшая школа, 1998.- 334 с. 3. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика.- М.: Высшая школа, 1977.- 480 с. 4. Горелова Г.В., Кацко И.А. Теория вероятностей и математическая статистика в примерах и задачах с применением EXCEL.- Ростов - на– Дону: Феникс, 2005.-476 с. 5. Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Высшая математика в упражнениях и задачах., т.2, М: Высшая школа, 2003.- 415 с. 6. Мымрина Н.И., Кролик С.А. Вычисление характеристик линейной корреляционной зависимости: методические указания к выполнению расчетно-графической работы.- Архангельск: АЛТИ,- 1985.- 28 с. 7. Письменный Д.Т. Конспект лекций по теории вероятностей, математической статистике и случайным процессам.-М.: АЙРИС ПРЕС, 2006.- 288 с. Контрольную работу составила Л.А. Баданина. 20 декабря 2010 15