Требуется составить закон распределения случайной величины , где , . Найти математическое ожидание и дисперсию случайных величин X, Y и Z (расчет M(Z) и D(Z) произвести двумя способами – по определению и пользуясь соответствующими свойствами). X 2,3, 5 и вероятность к каждому соответсвенно 0,3 0,4 0,3; Y 3 4 и коэффициент к каждому соответсвенно 0,7 и 0,3. Z= x+2y
Для начала, давайте составим закон распределения случайной величины Z = X + 2Y.
У нас есть значения X и соответствующие им вероятности:
X = 2, вероятность P(X = 2) = 0.3
X = 3, вероятность P(X = 3) = 0.4
X = 5, вероятность P(X = 5) = 0.3
Также у нас есть значения Y и соответствующие им коэффициенты:
Y = 3, коэффициент P(Y = 3) = 0.7
Y = 4, коэффициент P(Y = 4) = 0.3
Теперь мы можем составить закон распределения для Z:
Z = X + 2Y
Z = 2 + 2 * 3 = 8, вероятность P(Z = 8) = P(X = 2) * P(Y = 3) = 0.3 * 0.7 = 0.21
Z = 2 + 2 * 4 = 10, вероятность P(Z = 10) = P(X = 2) * P(Y = 4) = 0.3 * 0.3 = 0.09
Z = 3 + 2 * 3 = 9, вероятность P(Z = 9) = P(X = 3) * P(Y = 3) = 0.4 * 0.7 = 0.28
Z = 3 + 2 * 4 = 11, вероятность P(Z = 11) = P(X = 3) * P(Y = 4) = 0.4 * 0.3 = 0.12
Z = 5 + 2 * 3 = 11, вероятность P(Z = 11) = P(X = 5) * P(Y = 3) = 0.3 * 0.7 = 0.21
Z = 5 + 2 * 4 = 13, вероятность P(Z = 13) = P(X = 5) * P(Y = 4) = 0.3 * 0.3 = 0.09
Теперь, чтобы найти математическое ожидание и дисперсию случайных величин X, Y и Z, воспользуемся соответствующими свойствами.
Математическое ожидание случайной величины X (M(X)) можно найти по формуле:
M(X) = Σ(X * P(X)), где Σ - сумма по всем значениям X.
M(X) = 2 * 0.3 + 3 * 0.4 + 5 * 0.3 = 0.6 + 1.2 + 1.5 = 3.3
Математическое ожидание случайной величины Y (M(Y)) можно найти аналогично:
M(Y) = 3 * 0.7 + 4 * 0.3 = 2.1 + 1.2 = 3.3
Математическое ожидание случайной величины Z (M(Z)) можно найти по формуле:
M(Z) = M(X + 2Y) = M(X) + 2 * M(Y)
M(Z) = 3.3 + 2 * 3.3 = 3.3 + 6.6 = 9.9
Теперь перейдем к расчету дисперсии.
Дисперсия случайной величины X (D(X)) можно найти по формуле:
D(X) = Σ((X - M(X))^2 * P(X)), где Σ - сумма по всем значениям X.
D(X) = (2 - 3.3)^2 * 0.3 + (3 - 3.3)^2 * 0.4 + (5 - 3.3)^2 * 0.3
= (-1.3)^2 * 0.3 + (-0.3)^2 * 0.4 + (1.7)^2 * 0.3
= 1.69 * 0.3 + 0.09 * 0.4 + 2.89 * 0.3
= 0.507 + 0.036 + 0.867
= 1.41
Дисперсия случайной величины Y (D(Y)) можно найти аналогично:
D(Y) = (3 - 3.3)^2 * 0.7 + (4 - 3.3)^2 * 0.3
= (-0.3)^2 * 0.7 + (0.7)^2 * 0.3
= 0.09 * 0.7 + 0.49 * 0.3
= 0.063 + 0.147
= 0.21
Дисперсия случайной величины Z (D(Z)) можно найти двумя способами - по определению и используя свойства.
Способ 1: по определению
D(Z) = Σ((Z - M(Z))^2 * P(Z)), где Σ - сумма по всем значениям Z.
D(Z) = (8 - 9.9)^2 * 0.21 + (10 - 9.9)^2 * 0.09 + (9 - 9.9)^2 * 0.28 + (11 - 9.9)^2 * 0.12 + (11 - 9.9)^2 * 0.21 + (13 - 9.9)^2 * 0.09
= (-1.9)^2 * 0.21 + (0.1)^2 * 0.09 + (-0.9)^2 * 0.28 + (1.1)^2 * 0.12 + (1.1)^2 * 0.21 + (3.1)^2 * 0.09
= 3.61 * 0.21 + 0.01 * 0.09 + 0.81 * 0.28 + 1.21 * 0.12 + 1.21 * 0.21 + 9.61 * 0.09
= 0.757 + 0.009 + 0.2268 + 0.1452 + 0.2541 + 0.8649
= 2.256
Способ 2: используя свойства
D(Z) = D(X + 2Y) = D(X) + 4 * D(Y)
D(Z) = 1.41 + 4 * 0.21
= 1.41 + 0.84
= 2.25
Таким образом, математическое ожидание и дисперсия случайных величин X, Y и Z равны:
M(X) = 3.3
M(Y) = 3.3
M(Z) = 9.9
D(X) = 1.41
D(Y) = 0.21
D(Z) = 2.25