32443

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕРОЯТНОСТИ

Лекция

Математика и математический анализ

Cогласно классическому определению в опытах с конечным числом равновозможных исходов вероятность события А это доля исходов которые приводят к наступлению события А в общем количестве исходов. Определять вероятность как долю благоприятных исходов можно и в опытах с бесконечным числом исходов. Какова вероятность что пассажир пришедший на платформу отправится с нее не позже чем через 15 минуты Пространство элементарных исходов состоит из бесконечного множества точек отрезка [АВ] см. Пространство элементарных исходов...

Русский

2013-09-04

186 KB

9 чел.

Лекция 2.

$5. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕРОЯТНОСТИ.

Cогласно классическому определению, в опытах с конечным числом равновозможных  исходов вероятность события А - это «доля» исходов, которые приводят к наступлению события А в общем количестве исходов. Определять вероятность как «долю» благоприятных исходов можно и в опытах с бесконечным числом исходов. Рассмотрим примеры подсчета так называемых «геометрических» вероятностей.

Пример 4.  Поезда в метро отправляются со станции с интервалом в 4 минуты. Какова вероятность, что пассажир, пришедший на платформу, отправится с нее не позже, чем через 1,5 минуты?

Пространство элементарных исходов состоит  из бесконечного множества точек отрезка [А,В] (см. рисунок), так как пассажир может появиться на платформе в любой момент между отправлениями поездов. Однако отправиться не позже, чем через полторы минуты, он сможет, если время его прихода попадет на отрезок [C, В]. Долей точек отрезка [C, В] в отрезке [А, В] можно считать отношение длин этих отрезков. Таким образом, искомая вероятность Р(А) = |В – C| / |B – А|  = 1,5/4 = = 3/8.

Пример 5.  Два человека независимо друг от друга  решили отдохнуть в любую неделю февраля на одном и том же горнолыжном курорте. Какова вероятность, что они там  встретятся?

Введем двумерную декартову систему координат  XOY. Пусть пространство элементарных событий Ω={x,y}, , где x – время (в сутках) приезда на курорт первого отдыхающего, а y -  второго.

Графически пространству Ω соответствует квадрат со стороной, равной 21. Чтобы отдыхающие встретились, разность между х и y должна быть не более 7 суток, т.е. |x - y 7 или – 7  у – х  7. Графически этому событию соответствует фигура, координаты точек которой удовлетворяют неравенству

 x – 7  y  x + 7. Искомая вероятность равна отношению площади заштрихованной фигуры  к площади всего квадрата:

Пример 6. Задача Бюффона. На плоскость, разлинованную линиями, параллельными оси ОХ и отстоящими друг от друга на расстояние L,  наугад бросают иголку длины l (l < L). Какова вероятность того, что иголка пересечет одну из линий?

Будем считать иголку отрезком длины l. Пусть  α  -  угол наклона этого отрезка к оси ОХ, ρ – расстояние от середины иглы до ближайшей линии, 0  α < π, 0  ρ  L/2. Игла пересечет одну из линий тогда и только тогда, когда ρ  l/2*(sin α).

Введем двумерную систему координат 0. Пространство элементарных исходов представляет собой прямоугольник, cоставленный из точек {(), α < π, 0  ρ  L/2}.

Благоприятные исходы – это множество точек этого прямоугольника, которые расположены не выше синусоиды. Доля таких точек в прямоугольнике может быть определена как отношение площади под синусоидой к площади прямоугольника. Следовательно,

$6. АКСИОМАТИЧЕСКОЕ ПОСТРОЕНИЕ ТЕОРИИ ВЕРОЯТНОСТЕЙ.

    В случае с геометрическими вероятностями пространство элементарных исходов не конечно и даже не счетно, а значит невозможно применять классическую формулу для подсчета вероятностей. Проблема  определения вероятностей, когда классическая формула неприменима, была решена  Андреем Николаевичем Колмогоровым, который в 1929 году сформулировал аксиоматику теории вероятностей. Работы Колмогорова в области теории вероятностей считаются самым крупным вкладом в математическую науку в ХХ столетии. В чем эта аксиоматика состоит?  

Пусть пространство элементарных событий  есть произвольное множество, и пусть  - некоторая система его подмножеств.

называется алгеброй, если

1) ;

2) для любых множеств B,C принадлежащих ,  так же принадлежит .

3) если , то и  .

Из этих свойств также следует, что для любых множеств , принадлежащих , их пересечение , (т.к.).

Таким образом, алгебра – это класс множеств, замкнутый относительно  операций дополнения, объединения и пересечения.

Замечание. Алгебра  может быть замкнута не только относительно конечного числа этих операций, но также их счетного числа. В этом случае она называется    - алгеброй.

Если задано множество и какая-нибудь алгебра его подмножеств , то говорят, что задано измеримое пространство (, ).

Пример 7. В примере 4 предыдущего параграфа пространство состоит из точек отрезка [АВ]. Совокупность множеств { , , [CВ], [АC)} образует алгебру .

Для того чтобы формализовать какую-либо вероятностную задачу, надо соответствующему эксперименту приписать измеримое пространство (, ).
означает множество элементарных исходов эксперимента, алгебра  выделяет класс событий. Все остальные подмножества , которые не вошли в алгебру , cобытиями в данном эксперименте не являются.

Пусть (, ) - измеримое пространство. Вероятностью на измеримом  пространстве (, ) называется числовая функция Р, определенная на множествах из  и  удовлетворяющая трем аксиомам:

1) для любого множества:;

2) ;

3) для любых двух событий В и С, принадлежащих алгебре  и таких, что : .

Замечание. Если  является - алгеброй, третье утверждение должно выполняться не только для конечного, но также для любого счетного объединения ее подмножеств. В этом случае третья аксиома называется аксиомой счетной аддитивности.

Тройка (, ,  называется вероятностным пространством.

Пример 8. В примере 7 вероятность любого события из алгебры положим равной длине соответствующего промежутка, деленной на длину отрезка [А,В]. Все аксиомы вероятности будут выполнены.

9


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

72044. МЕДИКАМЕНТОЗНИЙ ДИСБАКТЕРІОЗ У КОТІВ: ДІАГНОСТИКА ТА РОЗРОБКА ЗАСОБУ ДЛЯ ЛІКУВАННЯ 302.5 KB
  Кишкові дисбактеріози дрібних свійських тварин зокрема котів досить розповсюджені однак на цей час відсутні науково обґрунтовані дані щодо змін видового складу та кількісного співвідношення мікрофлори шлунковокишкового тракту при розвитку захворювання крім того при запровадженні...
72045. РОЗВИТОК НАУКОВИХ ОСНОВ ФОРМУВАННЯ СТРУКТУРИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗНОСОСТІЙКИХ НИЗЬКОХРОМИСТИХ ЧАВУНІВ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ОБЛАДНАННЯ 377 KB
  Важливе місце в переробці сировинних і будівельних матеріалів належить операціям дроблення, подрібнювання та розмелу, що споживають більше половини всіх енергетичних і матеріальних витрат переробних підприємств у гірничо-металургійній, сировинній, будівельній і енергетичній галузях промисловості України.
72046. ДОІНДОЄВРОПЕЙСЬКИЙ СУБСТРАТ У ЛЕКСИЦІ СЛОВ’ЯНСЬКИХ, ГЕРМАНСЬКИХ І РОМАНСЬКИХ МОВ 195 KB
  Актуальність дисертаційної роботи продиктовано сучасною тенденцією компаративістики до вивчення мовних явищ у тісному зв’язку з історією та культурою народу загалом та необхідністю комплексного дослідження міжетнічних і міжкультурних контактів, на тлі яких зростає інтерес до етногенетичних процесів...
72047. ФОРМУВАННЯ ЛОГІСТИЧНОЇ МОДЕЛІ УПРАВЛІННЯ ДІЯЛЬНІСТЮ КОМУНАЛЬНИХ ФАРМАЦЕВТИЧНИХ ПІДПРИЄМСТВ В УМОВАХ МЕНЕДЖМЕНТУ ЯКОСТІ 920 KB
  Головною метою діяльності комунальних фармацевтичних підприємств КФП є виконання соціальної функції щодо максимально повного і ефективного забезпечення населення регіону доступними за ціною та якісними лікарськими засобами ЛЗ і виробами медичного призначення ВМП.
72048. ЕМБРІОНАЛЬНИЙ ГІСТОГЕНЕЗ НИРКИ У РАННІХ ЗАРОДКІВ ЛЮДИНИ 197 KB
  В тепершній час відсутня концепція механізмів регуляції розвитку людини оскільки більшість наведених у літературі даних грунтується на вивченні ембріогенезу експериментальних тварин або на культивуванні ембріональних клітин.
72049. СТРАТЕГІЧНИЙ АНАЛІЗ КОНКУРЕНТОСПРОМОЖНОСТІ ПІДПРИЄМСТВ 234.5 KB
  За відсутності комплексної методики аналізу конкурентоспроможності підприємства виникає низка важливих питань які потребують вирішення. Для досягнення належної конкурентоспроможності підприємства необхідні тривалий час і значні зусилля.
72050. СОЦІАЛЬНЕ ПРОЕКТУВАННЯ: ПРОБЛЕМА ВЗАЄМОЗВ’ЯЗКУ СУСПІЛЬНИХ ПОТРЕБ І ДЕРЖАВНИХ ІНТЕРЕСІВ 287 KB
  На підґрунті діалектичного підходу сутність соціального проектування розкривається як суперечливий процес відтворення рефлексивної єдності соціального суб’єкта та об’єктивної реальності. Згідно з цим реалізується принцип відповідності, за яким встановлюються логіко-гносеологічні засоби відновлення...
72051. ФОРМУВАННЯ КУЛЬТУРИ ЕКОНОМІЧНОГО МИСЛЕННЯ МАЙБУТНІХ ГЕОГРАФІВ У ПРОЦЕСІ ПРОФЕСІЙНОЇ ПІДГОТОВКИ 192.5 KB
  Стрімкий розвиток сучасних економічних відносин і вплив господарської діяльності людини на всю поверхню Землі як інтегрованого утворення вимагає переосмислення не тільки місця людини в географічному світі але й її ставлення до навколишнього середовища.
72052. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ОКРЕМИХ ПАТОБІОХІМІЧНИХ ТА ПАТОМОРФОЛОГІЧНИХ ЕКВІВАЛЕНТІВ ІШЕМІЧНО-РЕПЕРФУЗІЙНОГО ПОШКОДЖЕННЯ ГОЛОВНОГО МОЗКУ В ДОРОСЛИХ ТА СТАРИХ ЩУРІВ 469.5 KB
  З’ясувати особливості деяких ланок патогенезу ішемічно-реперфузійного пошкодження структур нової кори та гіпокампа в старих самцівщурів за окремими гістохімічними патобіохімічними і патоморфологічними параметрами на...