Вероятность и статистика ДЗ на 18.03.25 №1. Даны два события А и В, и известны некоторые вероятности: P(A) = 0,2, P(B) = 0,8 и P(A N В) = 0,15. Во всех четырёх фигурах на диаграмме Эйлера расставьте вероятности соответствующих событий. №2. Симметричную монету бросают 3 раза. Рассмотрите события «в первый раз выпал орёл» и «решка выпала дважды». a) Являются ли эти события независимыми? б) найдите вероятность объединения этих событий. №3. В торговом центре два одинаковых автомата продают кофе. Вероятность того, что к концу дня в каждом одном автомате закончится кофе, равна 0,2. Вероятность того, что кофе закончится в обоих автоматах, равна 0,06. Найдите вероятность того, что к концу дня кофе останется ровно в одном из автоматов. На диаграмме Эйлера расставьте вероятности соответствующих событий. Ответить
Мы имеем события AAA и BBB с известными вероятностями:
P(A)=0.2P(A) = 0.2P(A)=0.2P(B)=0.8P(B) = 0.8P(B)=0.8P(A∩B)=0.15P(A \cap B) = 0.15P(A∩B)=0.15
Нам нужно найти вероятности следующих событий:
P(A∩Bc)P(A \cap B^c)P(A∩Bc)событиеAпроисходит,Bнепроисходитсобытие A происходит, B не происходитсобытиеAпроисходит,BнепроисходитP(Ac∩B)P(A^c \cap B)P(Ac∩B)событиеBпроисходит,Aнепроисходитсобытие B происходит, A не происходитсобытиеBпроисходит,AнепроисходитP(Ac∩Bc)P(A^c \cap B^c)P(Ac∩Bc)обасобытиянепроисходятоба события не происходятобасобытиянепроисходят
Резюмируя, расставим вероятности на диаграмме Эйлера:
P(A∩B)=0.15P(A \cap B) = 0.15P(A∩B)=0.15P(A∩Bc)=0.05P(A \cap B^c) = 0.05P(A∩Bc)=0.05P(Ac∩B)=0.65P(A^c \cap B) = 0.65P(Ac∩B)=0.65P(Ac∩Bc)=0.15P(A^c \cap B^c) = 0.15P(Ac∩Bc)=0.15Задание 2
У нас есть два события:
EEE: «в первый раз выпал орёл»DDD: «решка выпала дважды»
Теперь определим вероятности:
Вероятность события EEEорёлвыпадаетвпервомброскеорёл выпадает в первом броскеорёлвыпадаетвпервомброске равна P(E)=12P(E) = \frac{1}{2}P(E)=21.Чтобы найти вероятность события DDD, заметим, что при трёх бросках возможны следующие комбинации: ООКОКОКООККККОКОККи так далее.
В действительности, чтобы "решка выпала дважды", возможны 3 случая: «ККО», «КоК», «ОКК». Итак, в данном случае мы имеем 3 благоприятных случая из 8: P(D)=38
P(D) = \frac{3}{8} P(D)=83
Теперь найдем P(E∩D)P(E \cap D)P(E∩D) - это вероятность, что «в первый раз выпал орёл» и «решка выпала дважды». Это невозможно, так как если первый раз выпал орёл, то решка не может выпасть дважды. Следовательно, P(E∩D)=0
P(E \cap D) = 0 P(E∩D)=0
Теперь, чтобы проверить независимость событий, используем определение независимости: P(E)⋅P(D)=12⋅38=316≠0,
P(E) \cdot P(D) = \frac{1}{2} \cdot \frac{3}{8} = \frac{3}{16} \ne 0, P(E)⋅P(D)=21⋅83=163=0,
следовательно, события не независимы, так как P(E∩D)≠P(E)⋅P(D)P(E \cap D) \neq P(E) \cdot P(D)P(E∩D)=P(E)⋅P(D).
Теперь найдем вероятность объединения двух событий: P(E∪D)=P(E)+P(D)−P(E∩D).
P(E \cup D) = P(E) + P(D) - P(E \cap D). P(E∪D)=P(E)+P(D)−P(E∩D).
Так как P(E∩D)=0P(E \cap D) = 0P(E∩D)=0: P(E∪D)=P(E)+P(D)=12+38=48+38=78.
P(E \cup D) = P(E) + P(D) = \frac{1}{2} + \frac{3}{8} = \frac{4}{8} + \frac{3}{8} = \frac{7}{8}. P(E∪D)=P(E)+P(D)=21+83=84+83=87.
Задание 3
Пусть A1A_1A1 и A2A_2A2 - события, что кофе закончится в первом и втором автомате соответственно. Даны вероятности:
Теперь найдем P(A1∩A2c)P(A_1 \cap A_2^c)P(A1∩A2c)кофезакончитсявпервомавтомате,ноневовторомкофе закончится в первом автомате, но не во второмкофезакончитсявпервомавтомате,ноневовтором: P(A1∩A2c)=P(A1)−P(A1∩A2)=0.2−0.06=0.14.
P(A_1 \cap A_2^c) = P(A_1) - P(A_1 \cap A_2) = 0.2 - 0.06 = 0.14. P(A1∩A2c)=P(A1)−P(A1∩A2)=0.2−0.06=0.14.
Теперь найдем вероятность того, что к концу дня кофе останется ровно в одном из автоматов: P(A1∩A2c)+P(A1c∩A2)=0.14+0.14=0.28.
P(A_1 \cap A_2^c) + P(A_1^c \cap A_2) = 0.14 + 0.14 = 0.28. P(A1∩A2c)+P(A1c∩A2)=0.14+0.14=0.28.
Таким образом, итоговые ответы:
Вероятности событий для диаграммы Эйлера: P(A∩B)=0.15P(A \cap B) = 0.15P(A∩B)=0.15, P(A∩Bc)=0.05P(A \cap B^c) = 0.05P(A∩Bc)=0.05, P(Ac∩B)=0.65P(A^c \cap B) = 0.65P(Ac∩B)=0.65, P(Ac∩Bc)=0.15P(A^c \cap B^c) = 0.15P(Ac∩Bc)=0.15.Ответ для части a) - события не независимы, b) P(E∪D)=78P(E \cup D) = \frac{7}{8}P(E∪D)=87.Вероятность остаться кофе ровно в одном автомате - 0.280.280.28.
Давайте разберем каждое из заданий по порядку.
Задание 1Мы имеем события AAA и BBB с известными вероятностями:
P(A)=0.2P(A) = 0.2P(A)=0.2P(B)=0.8P(B) = 0.8P(B)=0.8P(A∩B)=0.15P(A \cap B) = 0.15P(A∩B)=0.15Нам нужно найти вероятности следующих событий:
P(A∩Bc)P(A \cap B^c)P(A∩Bc) событиеAпроисходит,Bнепроисходитсобытие A происходит, B не происходитсобытиеAпроисходит,BнепроисходитP(Ac∩B)P(A^c \cap B)P(Ac∩B) событиеBпроисходит,Aнепроисходитсобытие B происходит, A не происходитсобытиеBпроисходит,AнепроисходитP(Ac∩Bc)P(A^c \cap B^c)P(Ac∩Bc) обасобытиянепроисходятоба события не происходятобасобытиянепроисходятТеперь рассчитаем необходимые вероятности:
P(A∩Bc)=P(A)−P(A∩B)=0.2−0.15=0.05P(A \cap B^c) = P(A) - P(A \cap B) = 0.2 - 0.15 = 0.05P(A∩Bc)=P(A)−P(A∩B)=0.2−0.15=0.05P(Ac∩B)=P(B)−P(A∩B)=0.8−0.15=0.65P(A^c \cap B) = P(B) - P(A \cap B) = 0.8 - 0.15 = 0.65P(Ac∩B)=P(B)−P(A∩B)=0.8−0.15=0.65P(Ac∩Bc)=1−P(A)−P(B)+P(A∩B)=1−0.2−0.8+0.15=0.15P(A^c \cap B^c) = 1 - P(A) - P(B) + P(A \cap B) = 1 - 0.2 - 0.8 + 0.15 = 0.15P(Ac∩Bc)=1−P(A)−P(B)+P(A∩B)=1−0.2−0.8+0.15=0.15Резюмируя, расставим вероятности на диаграмме Эйлера:
P(A∩B)=0.15P(A \cap B) = 0.15P(A∩B)=0.15P(A∩Bc)=0.05P(A \cap B^c) = 0.05P(A∩Bc)=0.05P(Ac∩B)=0.65P(A^c \cap B) = 0.65P(Ac∩B)=0.65P(Ac∩Bc)=0.15P(A^c \cap B^c) = 0.15P(Ac∩Bc)=0.15Задание 2У нас есть два события:
EEE: «в первый раз выпал орёл»DDD: «решка выпала дважды»Теперь определим вероятности:
Вероятность события EEE орёлвыпадаетвпервомброскеорёл выпадает в первом броскеорёлвыпадаетвпервомброске равна P(E)=12P(E) = \frac{1}{2}P(E)=21 .Чтобы найти вероятность события DDD, заметим, что при трёх бросках возможны следующие комбинации:ООКОКОКООККККОКОККи так далее.
В действительности, чтобы "решка выпала дважды", возможны 3 случая: «ККО», «КоК», «ОКК». Итак, в данном случае мы имеем 3 благоприятных случая из 8:
P(D)=38 P(D) = \frac{3}{8}
P(D)=83
Теперь найдем P(E∩D)P(E \cap D)P(E∩D) - это вероятность, что «в первый раз выпал орёл» и «решка выпала дважды». Это невозможно, так как если первый раз выпал орёл, то решка не может выпасть дважды. Следовательно,
P(E∩D)=0 P(E \cap D) = 0
P(E∩D)=0
Теперь, чтобы проверить независимость событий, используем определение независимости:
P(E)⋅P(D)=12⋅38=316≠0, P(E) \cdot P(D) = \frac{1}{2} \cdot \frac{3}{8} = \frac{3}{16} \ne 0,
P(E)⋅P(D)=21 ⋅83 =163 =0, следовательно, события не независимы, так как P(E∩D)≠P(E)⋅P(D)P(E \cap D) \neq P(E) \cdot P(D)P(E∩D)=P(E)⋅P(D).
Теперь найдем вероятность объединения двух событий:
Задание 3P(E∪D)=P(E)+P(D)−P(E∩D). P(E \cup D) = P(E) + P(D) - P(E \cap D).
P(E∪D)=P(E)+P(D)−P(E∩D). Так как P(E∩D)=0P(E \cap D) = 0P(E∩D)=0:
P(E∪D)=P(E)+P(D)=12+38=48+38=78. P(E \cup D) = P(E) + P(D) = \frac{1}{2} + \frac{3}{8} = \frac{4}{8} + \frac{3}{8} = \frac{7}{8}.
P(E∪D)=P(E)+P(D)=21 +83 =84 +83 =87 .
Пусть A1A_1A1 и A2A_2A2 - события, что кофе закончится в первом и втором автомате соответственно. Даны вероятности:
P(A1)=P(A2)=0.2P(A_1) = P(A_2) = 0.2P(A1 )=P(A2 )=0.2P(A1∩A2)=0.06P(A_1 \cap A_2) = 0.06P(A1 ∩A2 )=0.06Теперь найдем P(A1∩A2c)P(A_1 \cap A_2^c)P(A1 ∩A2c ) кофезакончитсявпервомавтомате,ноневовторомкофе закончится в первом автомате, но не во второмкофезакончитсявпервомавтомате,ноневовтором:
P(A1∩A2c)=P(A1)−P(A1∩A2)=0.2−0.06=0.14. P(A_1 \cap A_2^c) = P(A_1) - P(A_1 \cap A_2) = 0.2 - 0.06 = 0.14.
P(A1 ∩A2c )=P(A1 )−P(A1 ∩A2 )=0.2−0.06=0.14.
Аналогично для второго автомата, найдем P(A1c∩A2)P(A_1^c \cap A_2)P(A1c ∩A2 ):
P(A1c∩A2)=P(A2)−P(A1∩A2)=0.2−0.06=0.14. P(A_1^c \cap A_2) = P(A_2) - P(A_1 \cap A_2) = 0.2 - 0.06 = 0.14.
P(A1c ∩A2 )=P(A2 )−P(A1 ∩A2 )=0.2−0.06=0.14.
Теперь найдем P(A1c∩A2c)P(A_1^c \cap A_2^c)P(A1c ∩A2c ):
P(A1c∩A2c)=1−P(A1)−P(A2)+P(A1∩A2)=1−0.2−0.2+0.06=0.66. P(A_1^c \cap A_2^c) = 1 - P(A_1) - P(A_2) + P(A_1 \cap A_2) = 1 - 0.2 - 0.2 + 0.06 = 0.66.
P(A1c ∩A2c )=1−P(A1 )−P(A2 )+P(A1 ∩A2 )=1−0.2−0.2+0.06=0.66.
Теперь полученные вероятности:
P(A1∩A2)=0.06P(A_1 \cap A_2) = 0.06P(A1 ∩A2 )=0.06P(A1∩A2c)=0.14P(A_1 \cap A_2^c) = 0.14P(A1 ∩A2c )=0.14P(A1c∩A2)=0.14P(A_1^c \cap A_2) = 0.14P(A1c ∩A2 )=0.14P(A1c∩A2c)=0.66P(A_1^c \cap A_2^c) = 0.66P(A1c ∩A2c )=0.66Теперь найдем вероятность того, что к концу дня кофе останется ровно в одном из автоматов:
P(A1∩A2c)+P(A1c∩A2)=0.14+0.14=0.28. P(A_1 \cap A_2^c) + P(A_1^c \cap A_2) = 0.14 + 0.14 = 0.28.
P(A1 ∩A2c )+P(A1c ∩A2 )=0.14+0.14=0.28.
Таким образом, итоговые ответы:
Вероятности событий для диаграммы Эйлера: P(A∩B)=0.15P(A \cap B) = 0.15P(A∩B)=0.15, P(A∩Bc)=0.05P(A \cap B^c) = 0.05P(A∩Bc)=0.05, P(Ac∩B)=0.65P(A^c \cap B) = 0.65P(Ac∩B)=0.65, P(Ac∩Bc)=0.15P(A^c \cap B^c) = 0.15P(Ac∩Bc)=0.15.Ответ для части a) - события не независимы, b) P(E∪D)=78P(E \cup D) = \frac{7}{8}P(E∪D)=87 .Вероятность остаться кофе ровно в одном автомате - 0.280.280.28.