Samarqand iqtisodiyot va servis instituti oliy matematika kafedrasi


V-bob  UZLUKSIZ TASODIFIY MIQDORLAR


Download 1.03 Mb.
Pdf ko'rish
bet9/16
Sana12.11.2020
Hajmi1.03 Mb.
#144398
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   16
Bog'liq
ehtimollar nazariyasi va matematik statistikadan masalalar yechishga doir uslubiy qollanma


V-bob 
UZLUKSIZ TASODIFIY MIQDORLAR 
 1-§. Taqsimot funksiyasi va uning xossalari 
 
Agar  tasodifiy  miqdorni  qiymatlari  soni  chekli  bo’lsa,  ularni  qiymatlari  hamda  mos 
ehtimollari aniqlanib taqsimot qonuni topilar edi.  
 
Agar  tasodifiy  miqdorlar  qiymatlari  soni  cheksiz  bo’lsa  ularni  ehtimollarning  hisoblab 
bo’lmaydi. Hatto  qiymatlarini ham topishni iloji yo’q. Bunday hollarda boshqacha yo’l tutiladi, 
ya’ni taqsimot funksiyasi tushunchasi kiritiladi. 

 
57
 
Faraz qilaylik, 

X
 tasodifiy miqdor, 

x
haqiqiy son bo’lsin. 
 
1-ta’rif. 
X
 tasodifiy miqdorni 

x
haqiqiy sondan kichik qiymat qabul qilish ehtimoliga 
taqsimot funksiyasi deyiladi 
)
(
)
(
x
X
P
x
F


 
1-  xossa. Taqsimot funksiyasi qiymatlari 
]
1
,
0
[
 segmentda yotadi:   
1
)
(
0


x
F
 
2-  xossa.  Taqsimot funksiyasi kamaymovchi funksiya, ya’ni  
2
1
2
1
)
(
)
(
x
x
агар
x
F
x
F


 bo’lsa. 
       3 -xossa. Agar tasodifiy miqdorni qiymatlari 
)
,
b
a
 oraliqda bo’lsa, 
0
)
(
)
1

x
F
agar 
а
х 
 bo’lsa;  
1
)
(
)
2

x
F
  agar 
b

 bo’lsa. 
Natija. Agar uzluksiz tasodifiy miqdorning mumkin bo’lgan qiymatlari butun 
Ox
 o’qda 
joylashgan bo’lsa, u holda quyidagi limit munosabatlar o’rinli: 
.
1
)
(
lim
;
0
)
(
lim






x
F
x
F
x
x
 
Eslatma. Ayrim adabiyotlarda tasodifiy miqdorning taqsimot funksiyasi ta’rifi 
}
)
(
:
{
)
(
)
(
x
P
x
F
x
F







 (2) ko’rinishda keltirilgan. 
Taqsimot funkwiyaning ta’rifi yordamida 
X
 tasodifiy miqdorning qiymatlari turli xil 
)
,
[
],
,
(
),
,
(
],
,
[
b
a
b
a
b
a
b
a
 ko’rinishdagi intervallarga tushish ehtimollari quyidagicha 
topiladi. Dastlab 
b

 bo’lsin, u holda 
}
)
(
:
{
}
{
b
X
b
X





 hodisa o’zaro bog’liq 
bo’lmagan 
}
{
}
{
b
X
a
a
X




 hodisalar yig’indisi ko’rinishida tasvirlanadi. Bundan esa 
)
(
)
(
)
(
b
X
a
P
a
X
P
b
X
P






 kelib chiqadi, (2) munosabatdan esa  
)
(
)
(
)
(
a
F
b
F
b
X
a
P




                                              (3) 
tenglik kelib chiqadi. Ma’lumki, 
}
{
b

 hodisani sanoqlita o’zaro bog’liq bo’lmagan 
,...
2
,
1
},
1
1
1
{






n
n
b
X
n
b
 hodisalar birlashmasi 








1
},
1
1
1
{
n
n
b
X
n
b
  
ko’rinishda tasvirlash mumkin. Bundan va (4) tenglikdan foydalanib  
  
).
0
(
)
1
(
lim
)
1
1
(
)
1
(
lim
)
1
(
)
1
1
1
(
)
(
2
1


































b
F
N
b
F
n
b
F
n
b
F
b
F
n
b
X
n
b
P
x
X
P
N
N
n
N
n
       (4) 
Bu yerda va bundan keyin biz quyidagi belgilashlardan foydalanamiz. 
).
(
lim
)
(
),
(
lim
)
(
),
(
lim
)
0
(
),
(
lim
)
0
(
y
F
F
y
F
F
y
F
x
F
y
F
x
F
y
y
x
y
x
y














 
(3) va (4) tengliklardan foydalanib, quyidagi tengliklarni ham osongina hosil qilishimiz mumkin. 
).
0
(
)
0
(
)
(
),
(
)
0
(
)
(
),
0
(
)
(
)
(
),
0
(
)
(
)
(




















a
F
b
F
b
X
a
P
a
F
b
F
b
X
a
P
a
F
b
F
b
X
a
P
b
F
b
F
b
X
P
                                (5) 
 
Teorema.  Tasodifiy miqdorning taqsimot fuksiyasi 
)
(x
F
 quyidagi xossalarga ega: 
)
(x
F
- kamaymaydigan funksiya; 
)
(x
F
-o’ngdan uzluksiz;                                                                              (6) 

 
58
1
)
(


F

.
0
)
(


F
 
Natija.  1) Taqsimot funksiyaning qiymatlari 
]
1
,
0
[
  kesmaga tegishli: 
.
1
)
(
0


x
F
 
 
2) Uzluksiz tasodifiy miqdorning bitta tayin qiymatni, masalan, 
b
 qiymatni  qabul qilish 
yehtimoli nolga teng: 
0
)
(

 b
X
P
. 
1-misol.  
X
-tasodifiy miqdor  











anda
bo
x
anda
bo
x
x
anda
bo
x
x
F
lg
'
4
,
1
,
lg
'
4
2
,
1
5
,
0
,
lg
'
2
,
0
)
(
 
taqsimot funksiya bilan berilgan. Sinov natijasida 
X
 tasodifiy miqdorning a) 0,2 dan kichik 
qiymat; b) uchdan kichik qiymat;  c) uchdan kichik bo’lmagan qiymat; d) beshdan kichik 
bo’lmagan qiymat qabul qilish ehtimollarini toping. 
Yechish.  a) 
2

x
 bo’lganda 
0
)
(

x
F
 bo’lgani uchun 
0
)
2
,
0
(

F
, ya’ni 
0
)
2
,
0
(


X
P

b) taqsimot funksiyaning uzluksizligidan va (4) tenglikdan foydalanib 
5
,
0
1
5
,
1
]
1
5
,
0
[
)
3
(
)
0
3
(
)
3
(
3










x
x
F
F
X
P

c) 
}
3
{

X
 va 
}
3
{

X
 hodisalar qarama-qarshi hodisalardir, shuning uchun   
1
)
3
(
)
3
(




X
P
X
P

Bu yerda 
5
,
0
)
3
(


X
P
 ni hisobga olib quyidagini hosil qilamiz: 
;
5
,
0
5
,
0
1
)
3
(




X
P
 
d) qarama-qarshi hodisalarning ehtimollari yig’indisi birga teng, shuning uchun   
1
)
5
(
)
5
(




X
P
X
P

Bu yerdan, masala shartiga ko’ra 
4

x
 bo’lganda 
1
)
(

x
F
 bo’lishini hisobga olib, quyidagini 
hosil qilamiz: 
.
0
1
1
)
5
(
1
)
5
(







X
P
X
P
 
      1. 
X
-tasodifiy miqdor  
 










anda
bo
x
anda
bo
x
x
anda
bo
x
x
F
lg
'
1
,
1
,
lg
'
1
0
,
,
lg
'
0
,
0
)
(
2
 
 
taqsimot funksiya bilan berilgan. Sinov natijasida 
X
 tasodifiy miqdorning rosa uch marta 
)
75
,
0
;
25
,
0
(
 intervalda yotadigan qiymatni qabul qilish ehtimolini. 
     Javobi. 
.
25
,
0
;
5
,
0
)
75
,
0
25
,
0
(
3
3
4
3
4






q
p
C
P
X
P
p
 
      2. 
X
 tasodifiy miqdor butun 
Ox
 o’qda  
2
1
2
1
)
(
x
arctgx
x
F



 
integral  funksiya bilan berilgan. Ushbu shartni qanoatlantiruvchi mumkin bo’lgan 
1
x
qiymatni 
toping: sinov natijasida 
X
 miqdor 
1
x
 dan katta qiymatni 
6
/
1
 ehtimol bilan qabul qiladi. 
     3. 
X
 tasodifiy miqdor butun 
Ox
 o’qda  

 
59
2
1
2
1
)
(
x
arctgx
x
F



 
integral  funksiya bilan berilgan. Ushbu shartni qanoatlantiruvchi mumkin bo’lgan 
1
x
qiymatni 
toping: sinov natijasida 
X
 miqdor 
1
x
 dan katta qiymatni 
4
/
1
 ehtimol bilan qabul qiladi. 
 
 
      2-misol. 
X
-tasodifiy miqdor ushbu taqsimot qonuni bilan berilgan: 
 
X
 



 
P
 
0,5 
0,2 
0,3 
 
 
)
(x
F
-taqsimot funksiyani toping. 
 
Yechish.  1. Agar 
2

x
 bo’lsa, 
0
)
(

x
F
. Haqiqatan, 
X
 miqdor 2 dan kichik 
qiymatlarni qabul qilmaydi. Demak, 
2

x
 bo’lganda 
0
)
(
)
(



x
X
P
x
F

2. Agar 
4
2

 x
 bo’lsa, 
5
,
0
)
(

x
F
. Haqiqatan, 
X
miqdor 2 qiymatni 0,5  ehtimol bilan qabul 
qilishi mumkin. 
3. Agar  
7
4

 x
 bo’lsa, 
7
,
0
)
(

x
F
. Haqiqatan, 
X
miqdorning 2 qiymatni 0,5 ehtimol bilan 
va 4 qiymatni 0,2   ehtimol bilan qabul qilish mumkin; demak, 
X
 bu qiymatlarni qaysi biri 
bo’lishdan qat’iy nazar birini (birga ro’y bermas hodisalarning ehtimollarini qo’shish 
teoremasiga ko’ra ) 0,5+0,2=0,7 ehtimol bilan qabul qiladi. 
 4. Agar 
7

x
 bo’lsa 
1
)
(

x
F
. Haqiqatan, 
7

X
 hodisasi ishonchli hodisa va uning ehtimoli 
birga teng. 
 
Shunday qilib, izlanayotgan taqsimot funksiya quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi: 














.
lg
'
7
1
,
lg
'
7
4
7
,
0
,
lg
'
4
2
5
,
0
,
lg
'
2
,
0
)
(
anda
bo
x
anda
bo
x
anda
bo
x
anda
bo
x
x
F
 
    4. 
X
-tasodifiy miqdor ushbu taqsimot qonuni bilan berilgan: 
 
.
3
,
0
4
,
0
1
,
0
2
,
0
10
7
4
3
p
X
 
Integral  funksiyani toping va uning grafigini yasang. 
 
2-§. Taqsimot zichligi funksiyasi va uning xossalari 
 
Faraz qilaylik, 
)
(x
F
 taqsimot funksiyasi bo’lsin. 
 
1- Ta’rif. 
X
 tasodifiy mikdor uzluksiz deyiladi, agar uning taqsimot funksiyasi uzluksiz 
bo’lsa. 
)
(x
F
funksiya uzluksiz bo’lib, 1-tartibli uzluksiz hosilaga ega bo’lsin. 
 
2-Ta’rif.  Taqsimot  funksiyasidan  olingan  1-tartibli  hosilaga  taqsimot  zichligi  funksiyasi 
deyiladi: 
f x
F x
( )
( )



 
1 -xossa. Taqsimot zichligi funksiyasi manfiy emas: 
f x
( )  0


 
60
 
Haqiqatdan,  taqsimot  zichligi  funksiyasi  kamaymovchi  funksiyaning  hosilasi,  shuning 
uchun uning qiymatlari manfiy bo’lmaydi. 
 
2-xossa. Taqsimot zichligi funksiyasidan 


 dan 

gacha olingan xosmas integral 1 ga 
teng: 
         
f x dx
( )




1

 
Bu  integral  tasodifiy  miqdorni  son  o’qiga  tushish  ehtimolini  bildiradi.  Bu  hodisa 
ishonchli, shuning uchun uni ehtimoli 1 ga teng. 
 
Teorema.  Uzluksiz  tasodifiy  miqdorni  berilgan 
)
,
b
a
  oraliqdagi  qiymatlarni  qabul 
qilish ehtimoli zichlik funksiyadan shu oraliq bo’yicha olingan aniq integralga teng: 
 




b
a
dx
x
f
b
X
a
P
)
(
)
(

 
3-misol. 
X
 tasodifiy miqdor taqsimot zichligi funksiyasi bilan berilgan. 












lsa
bo
x
agar
lsa
bo
x
agar
x
lsa
bo
x
agar
x
f
'
2
/
,
0
'
2
/
2
/
,
cos
2
'
2
/
,
0
)
(
2





 
 
Tajriba  natijasida  tasodifiy  miqdorni 
)
4
/
;
0
(

  intervaldagi  qiymatlarni  qabul  qilish 
ehtimoli topilsin. 
Yechish
.
4
2
))
4
2
sin(
2
1
4
(
1
)
|
2
sin
2
1
(
1
)
2
cos
1
(
2
1
2
cos
2
)
4
/
0
(
4
/
0
4
/
0
4
/
0
2



























x
x
dx
x
dx
x
x
P
 
Agar  taqsimot  zichligi  funksiyasi  aniq  bo’lsa,  taqsimot  funksiyasi  quyidagi  formula  bilan 
topiladi: 




x
dx
x
f
x
F
)
(
)
(

Absolyut  uzluksiz 
X
 tasodifiy miqdorning 
)
,
(
b
a
 intervalga tegishli qiymatni qabul qilish 
ehtimoli  




b
a
dx
x
f
b
X
a
P
)
(
)
(
 
tenglik bilan aniqlanadi.  
          4-misol.  
X
uzluksiz tasodifiy miqdorning  












anda
bo
x
anda
bo
x
x
anda
bo
x
x
F
lg
'
2
,
1
,
lg
'
2
0
,
sin
,
lg
'
0
,
0
)
(


 
taqsimot funksiyasi berilgan. 
)
(x
f
zichlik funksiyani toping.  
 

 
61
Yechish.  Zichlik funksiya ta’rifiga asosan deyarli barcha  
x  lar uchun 
)
(
'
)
(
x
F
x
f

 
tenglik o’rinli bo’ladi: 













.
lg
'
2
,
0
,
lg
'
2
0
,
cos
,
lg
'
0
,
0
)
(
'
)
(
anda
bo
x
anda
bo
x
x
anda
bo
x
x
F
x
f


 
0

x
 da 
)
(
x
F
birinchi tartibli hosilaga ega emaslligini eslatib o’tamiz. 
       5-misol.  
X
 uzluksiz tasodifiy miqdorning 
)
3
,
0
(

 intervalda 
x
x
f
3
sin
3
2
)
(

 zichlik 
funksiya bilan berilgan; bu intervaldan tashqarida 
0
)
(

x
f

X
 ning 
)
4
,
6
(


 intervalga 
tegishli qiymatini qabul qilish ehtimolini toping. 
Yechish.    Ushbu formuladan foydalanamiz: 
 




b
a
dx
x
f
b
a
P
)
(
)
(

 
Shartga ko’ra 
.
3
sin
3
2
)
(
,
4
,
6
x
x
f
b
a





 Demak, izlanayotgan ehtimol 





4
6
.
9
2
3
sin
)
4
6
(




xdx
X
P
 
          6-misol.  
X
 uzluksiz tasodifiy miqdorning zichlik funksiyasi 












anda
bo
x
anda
bo
x
x
anda
bo
x
x
f
lg
'
2
,
0
,
lg
'
2
0
,
cos
,
lg
'
0
,
0
)
(


 
bo’lsa 
)
(x
F
 taqsimot funksiyani toping. 
Yechish.  Ushbu formuladan foydalanamiz: 




x
dx
x
f
x
F
)
(
)
(
 
Agar 
0

x
 bo’lsa,  
0
)
(

x
f
 demak,     





x
dx
x
F
0
0
)
(

Agar 
2
0


 x
 bo’lsa,  







x
x
xdx
dx
x
F
0
0
sin
cos
0
)
(

Agar 
2


x
  bo’lsa,  
.
1
|
sin
0
cos
0
)
(
2
0
2
0
2
0













x
dx
xdx
dx
x
F
x
 
Shunday qilib, izlanayotgan taqsimot funksiya quyidagi ko’rinishga ega bo’ladi: 

 
62












.
lg
'
2
,
1
,
lg
'
2
0
,
sin
,
lg
'
0
,
0
)
(
anda
bo
x
anda
bo
x
x
anda
bo
x
x
F


 
Download 1.03 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   5   6   7   8   9   10   11   12   ...   16




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling