Предмет: Математика,
автор: Nastya171167
Ответы
Автор ответа: Teawithsugarandmilk
3
Существует 10 способов выбрать день для сдачи первого экзамена. После этого существует 9 способов выбрать день для сдачи второго экзамена (потому что один день уже занят первым экзаменом). Поэтому, существует 8 способов выбрать день для третьего экзамена и 7 способов выбрать день для четвертого экзамена. По правилу произведения число способов составить расписание равно 10*9*8*7=5040
Предыдущий вопрос
Следующий вопрос
Интересные вопросы
Предмет: Українська література,
автор: lica715
Впливання сім’ї на розвиток дитини
пожалуйста срочно 30 балов
4 года назад
Предмет: География,
автор: Stupix
Какое происхождение имеет озеро созданное в глубине которого вырыл ледовик?
4 года назад
Предмет: Английский язык,
автор: nigarzeynalova666
su sözünü hallandırın
4 года назад
Предмет: Литература,
автор: Iloveyou101
Первое стихотворение Марины Цветаевой
6 лет назад
Предмет: Математика,
автор: ЕкатеринаКоробчиц
расстояние между двумя поселками на карте равно 4,8 см 1) найдите расстояние между этими поселками если масштаб карты 1: 200000 2) найдите масштаб карты, если расстояние между поселками на местности равно 14,4 км, а расстояние между точками, изображающими эти отрезки на карте, равно 4,8 см.решите пропорцией
6 лет назад
Содержание
- 06. Размещения
- Студенту необходимо сдать 4 экзамена за 10 дней сколькими способами ему можно составить расписание
- Сочетания (неупорядоченные выборки)
- Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников специальности «Государственное и муниципальное управление» Братск, 2015
- Главная > Методические указания
- Решение типового варианта
- Задание 1
- Задание 2
- Задание 3
- Задание 4
06. Размещения
Пусть имеется некоторое множество, содержащее n элементов. Выберем из этого множества k элементов без возвращения, но упорядочивая их по мере их выбора в последовательную цепочку. Такие цепочки называются размещениями.
Размещениями из n элементов по k элементов называются такие комбинации, из которых каждое содержит k элементов, взятых из числа данных n элементов, и которые отличаются друг от друга либо самими элементами (хотя бы одного), либо порядком их расположения.
Поясним это на следующем примере. Пусть имеется три элемента: a, b и c. Тогда из этих трёх элементов можно составить шесть размещений по два элемента: ab, ac, ba, bc, ca, cb. Все приведённые размещения отличаются друг от друга хотя бы одним элементом или порядком их расположения.
Число размещений (читается: число размещений из n элементов по k элементов) можно найти из принципа умножения. Первый элемент размещения можно выбрать n способами. Как только такой выбор будет сделан, останется (n–1) возможностей, чтобы выбрать второй элемент; после этого останется (n–2) возможностей для выбора третьего элемента и т. д.; для выбора k-го элемента будет (n–k+1) возможностей. По принципу умножения находим
. (4.1)
Легко понять, что .
Пример 4.1. В некоторой газете 12 страниц. Необходимо на страницах этой газеты поместить 4 различных фотографии. Сколькими способами это можно сделать, если ни одна страница газеты не должна содержать более одной фотографии?
Решение. Для размещения фотографий следует отобрать 4 различных страницы из 12 имеющихся. Затем нужно отобранные страницы упорядочить, т. е. определить, на какую страницу поместить первую фотографию, на какую – вторую и т. д. Полученная упорядоченная совокупность страниц является, согласно определению, размещением из 12 элементов по 4, а число таких размещений является искомым результатом:
.
Пример 4.2. Сколькими способами можно составить трехцветный полосатый флаг, если имеются ткани пяти различных цветов? Решите эту же задачу при условии, что одна полоса должна быть красной.
Решение. Поскольку в данной задаче важен порядок следования полос и все цвета во флаге должны быть разными, то исходная задача сводится к подсчету числа размещений из 5 по 3:
способов.
При условии, что одна полоса должна быть красной, получаем, что для выбора места для красной полосы существует 3 способа, а для оставшихся двух полос останется способов. Таким образом, трехцветный полосатый флаг из имеющихся 5 цветов при условии, что один цвет должен быть красным можно составить
способами.
Пример 4.3. Сколькими способами 10 человек можно поставить парами в ряд?
Решение. Первую пару можно выбрать способами, вторую – способами, и т. д. В результате получаем
способами.
4.1. Научное общество состоит из 25 человек. Надо выбрать президента общества, вице-президента, ученого секретаря и казначея. Сколькими способами может быть сделан этот выбор, если каждый член общества может занимать лишь один пост?
Ответ: В этом случае надо число размещений из 25 элементов по 4. Здесь играет роль и то, кто будет выбран в руководство общества, и то, какие посты займут выбранные. Поэтому ответ дается формулой .
4.2. В цехе работают 8 токарей. Сколькими способами можно поручить трем из них изготовление различных видов деталей (по одному виду на каждого).
Ответ: .
4.3. Из 10 книг выбирают 4 для рассылки по разным адресам. Сколькими способами это можно сделать?
Ответ: .
4.4. Сколькими способами можно опустить 5 писем в 11 почтовых ящиков, если в каждый ящик опускают не более одного письма?
Ответ: .
4.5. Студенту необходимо сдать 5 экзаменов в течение 12 дней. Сколькими способами можно составить расписание экзаменов, если в течение дня он может сдать не более одного экзамена?
Ответ: .
4.6. Сколькими способами можно преподнести 4 различных подарка 6 ученикам таким образом, чтобы каждый ученик получил не более одного подарка?
Ответ: .
4.7. Сколько различных четырехзначных чисел можно составить из цифр 0, 1, 2, …, 9, если каждая цифра в обозначении числа встречается не более одного раза? (Учесть, что число не может начинаться с нуля.)
Ответ: .
Источник
Студенту необходимо сдать 4 экзамена за 10 дней сколькими способами ему можно составить расписание
пЮЕОШ ЮБУФП Ч ТЕБМШОПК ЦЙЪОЙ чБН РТЙИПДЙФУС ТЕЫБФШ РТПВМЕНЩ УМЕДХАЭЕЗП ФЙРБ: ЛБЛ ЙЪ НОПЦЕУФЧБ, УПУФПСЭЕЗП ЙЪ n ЬМЕНЕОФПЧ, ЧЩВТБФШ ХРПТСДПЮЕООПЕ РПДНОПЦЕУФЧП ЙЪ m ЬМЕНЕОФПЧ. оБРТЙНЕТ, ЛБЛ ТБУУБДЙФШ ЪБ РТБЪДОЙЮОЩН УФПМПН 12 ЗПУФЕК, ЕУМЙ ЧУЕЗП 15 НЕУФ ?
пртедемеойе 1.3.1
хРПТСДПЮЕООПЕ m — ЬМЕНЕОФОПЕ РПДНОПЦЕУФЧП НОПЦЕУФЧБ ЙЪ n ЬМЕНЕОФПЧ ОБЪЩЧБЕФУС тбънеэеойен ЙЪ n ЬМЕНЕОФПЧ РП m.
фептенб 1.3.1
юЙУМП ТБЪНЕЭЕОЙК НОПЦЕУФЧБ ЙЪ n ЬМЕНЕОФПЧ РП m ТБЧОП
1-К ЬМЕНЕОФ НПЦОП ЧЩВТБФШ n УРПУПВБНЙ,
2-К — (n — 1) УРПУПВПН,
m-К — (n — (m — 1)) УРПУПВБНЙ.
уМЕДПЧБФЕМШОП, ПВЭЕЕ ЮЙУМП УРПУПВПЧ ЧЩВТБФШ ХРПТСДПЮЕООПЕ РПДНОПЦЕУФЧП ВХДЕФ ТБЧОП n (n — 1) . (n — (m — 1)).
хНОПЦЙН Й ТБЪДЕМЙН ДБООПЕ ЧЩТБЦЕОЙЕ ОБ (n — m)!:
пвпъобюеойе:
уЙНЧПМ ФБЛ Й ЮЙФБЕФУС: «юЙУМП ТБЪНЕЭЕОЙК ЙЪ n РП m».
умедуфчйе 1.3.1
m ТБЪМЙЮОЩИ РТЕДНЕФПЧ РП n НЕУФБН НПЦОП ТБУУФБЧЙФШ УРПУПВБНЙ.
ч ЮБУФОПУФЙ, РТЙЗМБЫЕООЩИ чБНЙ ЗПУФЕК НПЦОП ТБУУБДЙФШ УРПУПВБНЙ.
ъбдбюб 1.3.1 уФХДЕОФХ ОЕПВИПДЙНП УДБФШ 4 ЬЛЪБНЕОБ Ч ФЕЮЕОЙЕ 10 ДОЕК. уЛПМШЛЙНЙ УРПУПВБНЙ НПЦОП УПУФБЧЙФШ ЕНХ ТБУРЙУБОЙЕ ЬЛЪБНЕОПЧ? (рТЕДРПМБЗБЕФУС, ЮФП Ч ДЕОШ УДБЕФУС ФПМШЛП ПДЙО ЬЛЪБНЕО.)
тЕЫЕОЙЕ ДБООПК ЪБДБЮЙ УЧПДЙФУС Л ПРТЕДЕМЕОЙА ЮЙУМБ УРПУПВПЧ ТБУУФБОПЧЛЙ 4-И ТБЪМЙЮОЩИ РТЕДНЕФПЧ РП 10 НЕУФБН. уМЕДПЧБФЕМШОП, ЮЙУМП УРПУПВПЧ УПУФБЧЙФШ ДБООПЕ ТБУРЙУБОЙЕ ТБЧОП:
ъбдбюб 1.3.2 уЛПМШЛП УМПЧ НПЦОП ПВТБЪПЧБФШ ЙЪ ВХЛЧ УМПЧБ жтбзнеоф, ЕУМЙ УМПЧБ ДПМЦОЩ УПУФПСФШ: Б) ЙЪ 8 ВХЛЧ; В) ЙЪ 7 ВХЛЧ; Ч) ЙЪ 3 ВХЛЧ? (нБФЕНБФЙЛБ РПД УМПЧПН РПОЙНБЕФ РТПЙЪЧПМШОЩК ОБВПТ ВХЛЧ).
Б) n = 8, m = 8. юЙУМП УРПУПВПЧ ТБЧОП = 8!.
В) n = 8, m = 7. юЙУМП УРПУПВПЧ ТБЧОП = 8!.
Ч) n = 8, m = 3. юЙУМП УРПУПВПЧ ТБЧОП = 336.
ъбдбюб 1.3.3 дЕУСФШ ЛТЕУЕМ РПУФБЧМЕОЩ Ч ТСД. уЛПМШЛЙНЙ УРПУПВБНЙ 2 ЮЕМПЧЕЛБ НПЗХФ: Б) УЕУФШ ОБ ОЙИ; В) УЕУФШ ТСДПН; Ч) УЕУФШ ФБЛ, ЮФПВЩ НЕЦДХ ОЙНЙ ВЩМП, РП ЛТБКОЕК НЕТЕ, ПДОП РХУФПЕ ЛТЕУМП?
Б) n = 10, m = 2. юЙУМП УРПУПВПЧ = 90.
В) пВПЪОБЮЙН ЬФЙИ ДЧХИ ЮЕМПЧЕЛ ХУМПЧОП и Й х.
ъБНЕФЙН, ЮФП ЮЙУМП УРПУПВПЧ ТБУУБДЙФШ ЙИ ФБЛ, ЮФПВЩ ПОЙ УЙДЕМЙ ТСДПН Й и ВЩМ УРТБЧБ ПФ х, ТБЧОП 9. бОБМПЗЙЮОП, ЮЙУМП УРПУПВПЧ ТБУУБДЙФШ ЙИ ФБЛ, ЮФПВЩ, и ВЩМ УМЕЧБ ПФ х, Й ПОЙ УЙДЕМЙ ТСДПН, ФПЦЕ — 9. (ч ЛБЦДПН ЙЪ ЬФЙИ УМХЮБЕЧ НЩ ЧЩВЙТБЕН НЕУФП ФПМШЛП ДМС и.) уМЕДПЧБФЕМШОП, ПВЭЕЕ ЮЙУМП УРПУПВПЧ: 9 + 9 = 18.
Ч) дМС РПМХЮЕОЙС ПФЧЕФБ ОБ РПУФБЧМЕООЩК ЧПРТПУ, ДПУФБФПЮОП ЧПУРПМШЪПЧБФШУС ТЕЪХМШФБФБНЙ, РПМХЮЕООЩНЙ Ч РХОЛФБИ Б) Й В). фП ЕУФШ, ЙЪ ПВЭЕЗП ЮЙУМБ УРПУПВПЧ ТБУУБДЙФШ 2-И ЮЕМПЧЕЛ РП 10 ЛТЕУМБН ЧЩЮЕУФШ ЮЙУМП УРПУПВПЧ ТБУУБДЙФШ ЙИ ФБЛ, ЮФПВЩ ПОЙ УЙДЕМЙ ТСДПН: 90 — 18 = 72.
ъБДБЮЙ ДМС УБНПУФПСФЕМШОПЗП ТЕЫЕОЙС.
ъбдбюб 1.3.1(у) чПУЕНШ НБМШЮЙЛПЧ ЧПДСФ ИПТПЧПД. ъБФЕН Л ОЙН РТЙУПЕДЙОСАФУС ЕЭЕ РСФШ ДЕЧПЮЕЛ. уЛПМШЛЙНЙ УРПУПВБНЙ ДЕЧПЮЛЙ НПЗХФ ЧУФБФШ Ч ЛПМШГП, ЕУМЙ ОЙЛБЛЙЕ ДЧЕ ДЕЧПЮЛЙ ОЕ ДПМЦОЩ УФПСФШ ТСДПН?
ъбдбюб 1.3.2(у) уЛПМШЛП ЮЕФЩТЕИЪОБЮОЩИ ЮЙУЕМ НПЦОП УПУФБЧЙФШ, ЙУРПМШЪХС ГЙЖТЩ 1, 2, 3, 4, 5; ЕУМЙ ЮЙУМБ ДПМЦОЩ ВЩФШ ОЕЮЕФОЩЕ Й РПЧФПТЕОЙК ГЙЖТ ВЩФШ ОЕ ДПМЦОП?
ъбдбюб 1.3.3(у) дПЛБЪБФШ, ЮФП ЮЙУМП ФТЕИВХЛЧЕООЩИ УМПЧ, ЛПФПТЩЕ НПЦОП ПВТБЪПЧБФШ ЙЪ ВХЛЧ, УПУФБЧМСАЭЙИ УМПЧП зйрпфеохъб, ТБЧОП ЮЙУМХ ЧУЕИ ЧПЪНПЦОЩИ РЕТЕУФБОПЧПЛ ВХЛЧ, УПУФБЧМСАЭЙИ УМПЧП ртйънб.
© гЕОФТ ДЙУФБОГЙПООПЗП ПВТБЪПЧБОЙС пзх, 2000-2002
Источник
Сочетания (неупорядоченные выборки)
Определение: Неупорядоченные наборы, состоящие из r элементов множества А, называются сочетаниями из n элементов по r элементов. (r n).
Пример: Студенту необходимо сдать 4 экзамена за 10 дней. Сколькими способами можно составить ему расписание, если в один день нельзя сдать более одного экзамена?
Решение: А = <1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10>(10 дней). Поскольку в расписании учитывается порядок экзаменов, то мы имеем дело с упорядоченными выборками, т.е. с размещениями.
Пример: Подрядчику нужны 4 плотника, к нему с предложениями своих услуг обратилось 10 человек. Сколькими способами можно набрать рабочую силу?
Пример. В розыгрыше первенства по футболу участвуют 10 команд. Известно, что те, кто займет первые 3 места, получают золотую, серебряную и бронзовую медали, а последние двое выбывают. Сколько различных результатов первенства может быть?
Решение: Нужно выполнить одно за другими два действия:
I. Из десяти команд выбрать три на три первых места.
II. После выполнения первого действия из оставшихся семи команд выбрать две на два последних места.
Итак, по принципу умножения r = 2 ;
n1= =1098=720; n2= = =21.
Различных результатов первенства может быть:
Варианты заданий
Решить комбинаторные уравнения
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Самостоятельная работа №2 Расчет количества выборок заданного типа в заданных условиях
Источник
Методические указания и контрольные задания для студентов-заочников специальности «Государственное и муниципальное управление» Братск, 2015
Главная > Методические указания
Информация о документе | |
Дата добавления: | |
Размер: | |
Доступные форматы для скачивания: |
Решение типового варианта
Задание 1
Студенту необходимо сдать 5 экзаменов в течение 13 дней. Сколькими способами можно составить расписание?
Например, студенту нужно сдать математику (М), историю (И), философию (Ф), английский язык (А) и экономику (Э). Для этого нужно выбрать 6 дней. Допустим, это 1-й, 3-й, 8-й, 10-й и 12-й дни.
Можно получить следующие расписания:
3 10 12 1 8 и т.д.
Дни выбраны одни и те же, но расписание разное. Значит, надо воспользоваться формулой из комбинаторики:
— это число способов, с помощью которых можно выбрать k различных элементов из имеющихся n элементов с учетом порядка выборки.
В нашем случае, n = 13, k =5. Получим:
.
Можно составить 154440 различных вариантов сдачи экзаменов.
В конкурсе участвует 6 команд. В финал пройдут только три команды. Сколько различных составов финалистов может быть?
Например, в финал сначала прошла 2-команда, потом 6-я и затем 1-я. Или сначала могла пройти 6-я, потом 1-я и затем 2-я. Состав финалистов при этом остался прежним, поэтому воспользуемся формулой:
— это число способов, с помощью которых можно выбрать k различных элементов из имеющихся n элементов без учета порядка выборки.
В нашем случае, n = 3, k =3. Получим:
.
Можно получить 20 различных составов финалистов.
Чтобы открыть кодовый замок, необходимо набрать комбинацию из цифр 1, 2, 5, 7, 8, 0. Известно, что все цифры в ней различны. Сколько различных вариантов комбинаций существует?
Решение
Например, кодовый замок можно открыть при помощи комбинации 521780. Или это может быть комбинация 018257 и т.д. То есть нужно местами между собой имеющиеся 6 цифр.
Найти число комбинаций можно при помощи формулы:
— это число способов, с помощью которых можно выбрать n различных элементов из имеющихся n элементов с учетом порядка выборки.
В нашем случае имеется 6 цифр, то есть n =6. Получим: .
Чтобы открыть замок, необходимо перебрать максимум 720 комбинаций.
Задание 2
Три стрелка, попадающие в цель независимо друг от друга с вероятностями 0.6, 0.9, и 0.3 соответственно, выстрелили по мишени одновременно. Какова вероятность того, что:
а) в мишени нет пробоин;
б) в мишени будет одна пробоина;
в) в мишени будет две пробоины;
г) в мишени будет три пробоины;
д) в мишени будет хотя бы одна пробоина;
е) в мишени будет не менее двух пробоин?
а) Нас интересует вероятность события А=<в мишени нет пробоин>. Это событие возможно, когда все три стрелка промахнулись.
Сформулируем события А 1 =<первый стрелок попал в мишень>, А 2 = <второй стрелок попал в мишень>и А 3 =<третий стрелок попал в мишень>. Так как стрелки должны промахнуться, то получим события:
= <первый стрелок промахнулся>, = <второй стрелок промахнулся>и =
Они должны выполняться одновременно, т.е. .
Тогда вероятность события А найдем по формуле:
.
Если первый стрелок попадает в мишень с вероятностью 0,6, то промахивается он с вероятностью= 1-0,6= 0,4. Аналогично, = 0,1 и = 0,7. Отсюда
.
б) Нас интересует вероятность события А=<в мишени будет одна пробоина>. Это возможно, когда в мишень попал только один из стрелков, а два других промахнулись. Попасть в мишень может или первый (тогда второй и третий должны промахнуться), или второй (тогда первый и третий промахиваются), или третий стрелок (тогда первый и второй промахиваются), т.е.
.
Тогда вероятность события А найдем по формуле:
.
в) Нас интересует вероятность события А=<в мишени будет две пробоины>. Это возможно, когда в мишень попали только два стрелка, а один промахнулся. Попасть в мишень могут или первый и второй (тогда третий должен промахнуться), или второй и третий (тогда первый промахивается), или первый и третий стрелок (тогда второй промахивается), т.е.
.
Тогда вероятность события А найдем по формуле:
.
.
г) Нас интересует вероятность события А=<в мишени три пробоины>. Это событие возможно, когда все три стрелка попадают в мишень, т.е.
.
Тогда вероятность события А найдем по формуле:
.
.
д) Нас интересует вероятность события А=<в мишени хотя бы одна пробоина>. Это событие заключается в том, что в мишени или одна, или две, или три пробоины. Вероятности этих событий мы нашли выше. Так как они несовместны (в мишени не может быть одновременно и одна, и две, и три пробоины), то вероятность события А равна:
.
Эту же задачу можно решить другим способом. Сформулируем противоположное событие = <в мишени ни одной пробоины>. Вероятность этого события равна (из пункта а). Тогда вероятность события А равна:
.
е) Нас интересует вероятность события А=<в мишени не менее двух пробоин>. Значит, в мишени или две, или три пробоины. Тогда вероятность события А равна:
.
Задание 3
Имеются четыре одинаковые по виду коробки. В первой коробке 12 белых и 4 черных шаров, во второй – 10 белых и 6 черных шаров, в третьей – 15 белых и 1 черный, в четвертой – 8 белых и 8 черных. Наугад выбирают одну коробку и достают из нее один шар. Какова вероятность, что он белый?
Тогда вероятность события А можем найти по формуле полной вероятности:
.
Здесь — вероятность выполнения i -ой гипотезы, а — вероятность появления события А при выполнении i -ой гипотезы.
Из условия задачи:
, , и (вероятности выбора какой-либо коробки равны, так как коробки одинаковы);
(в первой коробке всего 16 шаров, из них удачных для нас, т.е. белых, 12). Аналогично, , и .
.
Задание 4
По мишени производится 6 независимых выстрелов. Вероятность попадания при каждом выстреле равна 0,6. Определите вероятность того, что будет:
а) одно попадание;
б) три попадания;
в) хотя бы одно попадание;
г) не более трех попаданий.
а) Необходимо определить вероятность события А=<одно попадание в мишень>. Это может быть попадание или первым выстрелом (тогда остальные дают промахи), или вторым (тогда при 1-ом, 3-ем, 4-ом, 5-ом и 6-ом выстреле будут промахи) и т.д. Событие достаточно сложное, и так как вероятность успеха (попадания), всегда одинаковая, то воспользуемся формулой Бернулли:
.
С ее помощью можно вычислить вероятность появления k успехов в n испытаниях при вероятности успеха p и вероятности неудачи q =1- p .
.
б) Необходимо определить вероятность события А=<три попадания в мишень>. Это могут быть первые три попадания и остальные промахи, или сначала три промаха, потом три попадания и т.д. Событие достаточно сложное, и так как вероятность успеха (попадания), всегда одинаковая, то по формуле Бернулли получим
.
в) Необходимо определить вероятность события А=<хотя бы одно попадание в мишень>. Это или одно попадание, или два, или три и т.д. Событие сложное, поэтому сформулируем противоположное событие =<в мишень ни разу не попали>. По схеме Бернулли вычислим вероятность появления 0 успехов:
.
Тогда вероятность события А равна:
.
г) Необходимо определить вероятность события А=<не более трех попаданий в мишень>. Это могут быть три, два, одно или ни одного попадания в мишень.
Тогда вероятность события А равна:
.
.
Вероятность рождения мальчика равна 0,505. Найдите наивероятнейшее число девочек из 100 новорожденных.
Наивероятнейшее число – это число появлений некоторого события (число успехов), которому соответствует наибольшая вероятность. Чтобы не вычислять вероятность вероятности появления одной, двух и т.д. девочек, воспользуемся формулой:
.
n – общее число опытов;
p – вероятность появления события (успеха);
q – вероятность неудачи;
k 0 – наивероятнейшее число успехов.
Подставим числовые данные и получим:
.
Отсюда, . Так как k 0 – число целое, то оно равно 49. Вероятнее всего появится 49 девочек из 100 новорожденных.
При стрельбе по мишени вероятность попадания при одном выстреле равна 0,6. При каком числе выстрелов наивероятнейшее число попаданий равно 20?
Наивероятнейшее число – это число появлений некоторого события (число успехов), которому соответствует наибольшая вероятность. Найти его можно по формуле . В данной задаче значение k 0 нам уже известно, оно равно 20. Необходимо найти общее число испытаний. Подставим известные нам данные и получим систему из двух неравенств:
.
или , или .
Этой системе неравенств удовлетворяют два значения n : 33 и 34.
Источник
Добавил:
Upload
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:
Скачиваний:
1773
Добавлен:
15.03.2015
Размер:
676.43 Кб
Скачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ТЕОРИЯ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
УДК 519.2(075.8) Т338
Рецензенты: А. Г. Пинус, д-р физ.-мат. наук, проф., Т. М. Назарова, кандидат физ.-мат. наук, доц.
Работа подготовлена на кафедре высшей математики |
|
для студентов технических специальностей |
|
Т338 |
Теория вероятностей. Примеры и задачи : учебное пособие / |
М. Ю. Васильчик, Н. С. Аркашов, А. П. Ковалевский и др. — Новосибирск : |
|
Изд-во НГТУ, 2011. — 128 с. |
ISBN 978-5-7782-1833-8
Настоящее учебное пособие рассчитано на студентов всех технических специальностей и содержит материал семестрового курса теории вероятностей и математической статистики. Пособие состоит из двух глав и 13 параграфов. Каждый параграф начинается с основных определений и соответствующих формул, которые необходимы для решения задач. В каждом параграфе приведены решения типичных примеров. Ко всем задачам даны ответы, а к некоторым задачам — указания по их решению.
УДК 519.2(075.8) |
|
ISBN 978-5-7782-1833-8 |
c |
Васильчик М.Ю., Аркашов Н.С., |
|
Ковалевский А.П., Пупышев И.М., |
|
Тренева Т.В., Хаблов В.В., |
|
Шефель Г.С., 2011 |
|
c |
|
Новосибирский государственный |
|
технический университет, 2011 |
Оглавление
Глава 1. |
Случайные события |
5 |
|
§ 1.1 |
Элементы комбинаторики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
5 |
|
§ 1.2 |
Алгебра событий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
11 |
|
§ 1.3 |
Вероятность. Классическое определение вероятности. Непосредственный |
||
подсчет вероятностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
18 |
||
§ 1.4 |
Геометрические вероятности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
21 |
|
§ 1.5 |
Условная вероятность и теорема умножения . . . . . . . . . . . . . . . |
27 |
|
§ 1.6 |
Формула полной вероятности. Формула Байеса . . . . . . . . . . . . . . |
32 |
|
§ 1.7 |
Повторение испытаний. Формула Бернулли . . . . . . . . . . . . . . . |
36 |
|
§ 1.8 |
Локальная и интегральная теоремы Муавра — Лапласа. Формула Пуассона |
38 |
|
Глава 2. |
Случайные величины |
41 |
|
§ 2.1 |
Случайные величины с дискретным распределением. Числовые харак- |
||
теристики случайных величин с дискретным распределением . . . . . |
41 |
||
2.1.1 Случайная величина и ее функция распределения . . . . . . . . . . . |
41 |
||
2.1.2 Случайные величины с дискретным распределением . . . . . . . . . . |
42 |
||
2.1.3 Числовые характеристики случайных величин с дискретным распреде- |
|||
лением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
43 |
||
2.1.4 Примеры случайных величин с дискретным распределением . . . . . |
45 |
||
§ 2.2 |
Случайные величины с абсолютно непрерывным распределением. Чис- |
||
ловые характеристики случайных величин с абсолютно непрерывным |
|||
распределением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
54 |
||
2.2.1 Функция и плотность распределения случайной величины с абсолютно |
|||
непрерывным распределением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
54 |
||
2.2.2 Числовые характеристики случайных величин с абсолютно непрерыв- |
|||
ным распределением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
55 |
2.2.3Примеры случайных величин с абсолютно непрерывным распределением 56
2.2.4Функции от случайных величин с абсолютно непрерывным распреде-
лением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
61 |
§ 2.3 Случайные векторы с дискретным распределением . . . . . . . . . . . |
70 |
2.3.1 Случайные векторы. Случайные векторы с дискретным распределени- |
|
ем. Независимость случайных величин с дискретным распределением |
70 |
3
2.3.2 Числовые характеристики случайных векторов с дискретным распреде- |
||
лением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
71 |
|
§ 2.4 |
Случайные векторы с абсолютно непрерывным распределением . . . . |
77 |
2.4.1 Случайные векторы с абсолютно непрерывным распределением. Плот- |
||
ность распределения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
77 |
|
2.4.2 Числовые характеристики случайных векторов с абсолютно непрерыв- |
||
ным распределением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
78 |
|
2.4.3 Функции от случайных векторов с абсолютно непрерывным распределе- |
||
нием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
78 |
|
§ 2.5 |
Предельные теоремы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
87 |
2.5.1 |
Закон больших чисел . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
90 |
2.5.2 Центральная предельная теорема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . |
92 |
|
ПРИЛОЖЕНИЕ. Таблицы |
i |
|
Литература |
ix |
4
Глава 1
Случайные события
1.1Элементы комбинаторики
СХЕМА ВЫБОРА БЕЗ ВОЗВРАЩЕНИЯ.
Во многих задачах классической теории вероятностей используется комбинаторика, т. е. область математики, в которой изучаются вопросы о том, сколько различных комбинаций, подчиненных тем или иным условиям, можно составить из заданных объектов.
Многие комбинаторные задачи могут быть решены с помощью двух правил — правила умножения (правила произведения) и правила сложения (правила суммы).
Правило сложения. Пусть даны два непересекающихся множества: множество A, содержащее n элементов, и множество B, содержащее m элементов. Тогда число способов, которыми можно выбрать один элемент либо из множества A, либо из множества B, равно m + n.
Правило умножения. Если элемент из множества A можно выбрать n способами и, после произведенного выбора, можно выбрать элемент из множества B m способами, то выбор пары (a, b) (a A, b B) в указанном порядке можно осуще-
5
ствить m · n способами.
Правила сложения и умножения распространяются на случай трех и более множеств.
Пусть некоторое множество A содержит n элементов, т. е., A = {x1, . . ., xn}. Размещением из n элементов по k элементов (0 6 k 6 n) называется любое
упорядоченное подмножество множества A, содержащее k элементов. То есть раз-
мещение — это набор из k элементов |
xi1 , xi2 , . . ., xik , причем два размещения счи- |
|
одном из них есть элементы, не входящие в дру- |
||
таются различными, если либо в |
гое, либо при одинаковом составе различен порядок следования элементов. Число |
||||||
размещений Ak из n по k вычисляется по формуле |
||||||
n |
||||||
Ank = n (n − 1) (n − 2) . . .(n − k + 1) = |
n! |
|||||
, |
||||||
(n − k)! |
||||||
где n! = 1 · 2 · . . . · n = (n − 1)! · n. Напомним, считается, что 0! = 1. |
||||||
Перестановкойиз n элементов называется размещение из n элементов по n «ме- |
||||||
стам»: |
xi1 , xi2 , . . ., xin |
. Две перестановки различаются порядком расположения |
||||
элементов. Число разных перестановок из |
n |
элементов вычисляется по формуле |
||||
Pn = Ann = n!.
Сочетанием из n элементов по k элементов (0 6 k 6 n) называется подмножество {xi1 , xi2 , . . ., xik } элементов из A (сочетания различаются только составом элементов, но не их порядком).
Число сочетаний из n по k элементов вычисляется по формуле
k |
n(n − 1) (n − 2) . . . (n − k + 1) |
n! |
Ank |
||||
Cn |
= |
k! |
= |
k! (n − k)! |
= |
k! |
. |
Свойства Ckn : 1) C0n = Cnn = 1; 2) C1n = Cnn−1 = n; 3) Ckn = Cnn−k.
СХЕМА ВЫБОРА С ВОЗВРАЩЕНИЕМ.
Пусть множество A содержит n элементов. Будем составлять упорядоченные
подмножества xi1 , xi2 , . . ., xik |
из элементов A следующим образом: случайным |
|
(произвольным) образом выбирается первый элемент |
x1 |
, фиксируется и возвраща- |
ется обратно. Затем произвольно выбирается второй элемент, фиксируется на втором месте и возвращается обратно. Также выбирается третий элемент, фиксируется на третьем месте и возвращается обратно. Процесс продолжается k раз. Полученный
набор xi1 , xi2 , . . ., xik |
называется размещением с повторениями. Число таких |
||
размещений равно |
n |
k. |
|
6
Размещения с повторениями различаются либо составом элементов, либо порядком размещения элементов.
Сочетания с повторениями из n по k состоят из множеств {xi1 , xi2 , . . ., xik }, которые могут различаться только по составу, порядок расположения не важен. Число Ckn сочетаний с повторениями вычисляется по формуле
Ck = Ck+ − .
n n k 1
Пусть множество A состоит из n элементов, причем в множестве A есть k различных типов элементов S1, S2,. . . , Sk, где множество S1 содержит n1 элементов одного первого типа, S2 — n2 элементов 2-го типа, . . . , Sk содержит nk элементов k-го
типа, и n1 +n2 +. . .+nk = n. Число перестановок с повторениями |
xi1 , xi2 |
, . . ., xin |
|
обозначается Cnn1,n2,…,nk и вычисляется по формуле |
|||
Cnn1,n2,…,nk = |
n! |
||
. |
|||
n1!n2! . . . nk ! |
Две перестановки с повторениями не различаются, если меняются местами два элемента из одного подмножества Sj.
Задачи.
1.1.Из пункта A в пункт B ведут три дороги, из B в C — четыре дороги. Сколькими способами можно проехать из A в C с заездом в пункт B?
Решение. По правилу умножения 3 · 4 = 12.
1.2.Сколько трехзначных чисел можно получить из цифр 1, 2, 3, 4, 5, если
цифры в числе повторять нельзя?
Решение. A3 = 5! = 5 · 4 · 3 = 60.
5 (5 − 3)!
1.3. Каким числом способов можно усадить 5 человек в пятиместную автомашину?
Решение. Pn = 5! = 120.
1.4. Для выполнения работы нужно выделить группу из четырех среди десяти человек. Сколькими способами это можно сделать?
Решение. C410 = 4!6!10! = 210.
1.5. Группу из 20 человек нужно разбить на три подгруппы из 3, 5 и 12 человек. Сколькими способами это можно сделать?
Решение. C3 · C5 = C3,5,12 = 20! = 7054320.
20 17 20 3!5!12!
7
1.6. В студенческой группе 15 человек. Сколькими способами можно выбрать: а) троих студентов на конференцию; б) троих разных студентов на олимпиады по математике, физике и химии;
в) старосту, профорга и культорга (должности можно совмещать)?
Решение. а) Будем составлять выборки по 3 человека. Порядок в выборке не
3 |
15! |
13 · 14 · 15 |
= 455. |
||
важен, поэтому общее число таких выборок равно C15 |
= |
3!12! |
= |
6 |
|
б) Как и в предыдущем случае, составляем выборки по 3 |
человека, но так как |
олимпиады разные, то выборки будут упорядоченные (порядок студентов в выборке сооответствует выбранным предметам, например, математика — 1, физика — 2, химия — 3). Так как выбираем троих разных студентов, то имеем упорядоченные выборки без возвращения. Общее число таких выборок A315 = 13 · 14 · 15 = 2730.
в) Здесь уже будут упорядоченные выборки с возвращением (должности можно совмещать). Их число 153 = 3375.
1.7. Брошены 3 игральные кости. По исходам эксперимента составляем тройки чисел (i, j, k), где i, j, k — число выпавших очков соответственно на 1, 2, 3 кости. Сколькими способами можно составить: а) такие тройки чисел; б) такие тройки, в которых нет числа «3»; в) тройки, в которых все числа различны?
Решение. а) Это будут упорядоченные выборки с возвращением, так как на разных костях могут выпасть одинаковые числа. Т. е. число таких троек равно 63 =
216.
б) Цифру «3» убираем из рассматриваемой совокупности в 6 цифр. Тогда общее число таких троек 53 = 125.
в) Так как цифры должны быть разные, то это будут размещения из 6 по 3 без возвращения. Их число A36 = 6!3! = 4 · 5 · 6 = 120.
1.8. В студенческой группе 5 девушек и 10 юношей. Для участия в смешанной эстафете группу разбивают на 5 равных подгрупп. Сколькими способами:
а) можно получить эти подгруппы; б) можно получить подгруппы, в которых будет по одной девушке?
Решение. а) Всего 15 студентов, в каждой подгруппе по 3 человека. Общее чис-
ло разбиений равно 15!5 .
(3!)
б) Будем отдельно находить число разбиений множества юношей на 5 равных
подгрупп: 10! , и также число разбиений множества девушек на 5 равных под-
(2!)5
8
групп: |
5! |
= 5!. Тогда число всех разбиений, в которых будет по 1 |
девушке и 2 |
|
(1!)5 |
||||
юноши в каждой подгруппе, по правилу умножения будет равно |
10! |
· 5!. |
||
(2!)5 |
1.9. Семь пассажиров садятся в электропоезд, состоящий из четырех вагонов. Каким числом различных способов они могут распределиться в вагонах? Решить задачу в предположении, что: а) нам важно, кто именно в каком вагоне находится; б) нас интересует только число пассажиров в каждом вагоне.
Решение. а) Это будут размещения с повторениями. Их число 47 = 16384.
б) В этом случае — сочетания с повторениями. Их число C77+4−1 = C107 = |
10! |
= |
7!3! |
||
120. |
1.10.Каким числом способов 6 человек могут стоять в очереди?
1.11.а) В финальном забеге принимают участие 20 спортсменов. Сколько существует вариантов распределения трех призовых мест? б) В отборочном туре принимают участие 20 конкурсантов. Сколько существует вариантов определить тройку участников, прошедших отбор?
1.12.Доказать, что среди студентов НГТУ есть по крайней мере два человека с одинаковыми инициалами. Можно ли это утверждать для потока из 120 человек?
1.13.На вершину горы ведут 7 дорог. Сколькими способами турист может подняться на гору и спуститься с нее? Дать ответ на тот же вопрос в предположении, что спуск и подъем осуществляется разными путями.
1.14.Сколько существует пятизначных чисел, которые делятся на 5?
1.15.Поезд должен состоять из двух багажных, четырех плацкартных и трех купейных вагонов. Сколькими способами можно сформировать состав, если купейные вагоны должны стоять в начале, а багажные — в конце?
1.16.Студенту необходимо сдать 4 экзамена за 10 дней. Сколькими способами можно расставить в расписании эти экзамены (на день может приходиться только один экзамен)? Дать ответ на тот же вопрос в предположении, что десятый день обязательно должен быть занят экзаменом.
1.17.В автомобиле 5 мест. Сколькими способами пять человек могут расположиться в нем, если место водителя могут занять только трое из них?
1.18.Сколькими способами можно расставить на полке семь книг, если среди них есть двухтомник, книги из которого должны стоять рядом?
1.19.В гостинице 9 свободных одноместных номеров. Сколькими способами можно расселить в них четырех человек?
9
1.20.В урне 10 красных и 8 синих шаров. Сколькими способами можно выбрать три шара так, чтобы среди них были два красных шара и один синий?
1.21.Сколько слов можно образовать из 8 карточек с буквами «ф», «р», «а», «г», «м», «е», «н», «т», если слова должны состоять а) из восьми букв, б) из семи букв, в) из трех букв? Под «словом» понимается любое сочетание букв в определенном порядке.
1.22.У англичан зачастую дают детям несколько имен. Сколькими способами можно назвать ребенка, если общее число имен 300, а дают ему не более трех имен?
1.23.Сколько различных маршрутов может избрать пешеход, решивший пройти 9 кварталов, 5 из них — на запад, и 4 — на север?
1.24.Сколько имеется четырехзначных чисел, у которых каждая следующая цифра а) больше предыдущей? б) меньше предыдущей?
1.25.Сколькими способами можно выгрузить 10 одинаковых корзин с фруктами на 8 этажей дома?
1.26В колоде 36 карт. Сколькими способами можно: а) вытянуть 3 карты; б) вытянуть 3 карты так, чтобы среди них была дама; в) вытянуть 3 карты так, чтобы среди них была дама «пик»; г) вытянуть 3 карты так, чтобы все они были одной масти?
1.27.Сколько различных пятизначных чисел можно написать при помощи цифр
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9?
1.28.В буфете 4 го корпуса НГТУ в меню имеется 5 видов салатов, 6 видов первых блюд и 7 видов вторых блюд. Сколькими способами можно составить обед из трех блюд?
1.29.Колода карт состоит из 52 листов. Наудачу берут 6 карт без возвращения. Сколько способов получить эти 6 карт, чтобы: а) среди них было 5 карт одной масти; б) среди них присутствовали все масти; в) среди них оказался король «пик»?
1.30.Сколькими способами можно составить четырехзначный номер автомобиля так, чтобы: а) все цифры были разные; б) все цифры были одинаковые; в) было две пары одинаковых цифр; г) было только три одинаковых цифры? д) было только две одинаковых цифры?
1.31.Бросают 6 игральных костей. Сколькими способами можно получить шестерки чисел, соответствующие числу выпавших очков на гранях костей, так, чтобы: а) среди них было 3 единицы, 1 двойка и 1 тройка; б) среди них было 3 одинаковых цифры, а остальные — различные?
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #