Тема . Теория вероятностей и статистика

.07 Распределения. Функция распределения. Плотность вероятности. Мат. ож. и дисперсия в непрерывном случае. Квантили.

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела теория вероятностей и статистика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#89830

Время работы лампочки до следующей замены распределено экспоненциально с параметром λ = 2  . Найти мат. ожидание и дисперсию её времени работы до следующей замены.

Показать ответ и решение

Напомним, что плотность экспоненциального распределения с параметром λ  задаётся как

        (
        { λe−λx  если x > 0
pξ(x) =
        ( 0      ин аче

Будем считать с произвольным λ  , а потом просто подставим λ = 2  .

1. Вычислим мат. ожидание.

     ∫ +∞            ∫  +∞                ∫ +∞
Eξ =      xp  (x )dx =       x ⋅λe−λxdx = λ      x ⋅e−λxdx
      −∞     ξ         0                   0

Найдем первообразную функции x⋅e−λx  при помощи интегрирования по частям: u (x ) = x  , v′(x) = e− λx  . Тогда v(x) = −λ1e−λx  . Тогда, как мы помним,

∫    ′       ∫  ′
  uv  = uv −   u v

Получаем

∫                      ∫
   xe−λxdx = − xe− λx +    1e−λxdx = − x-e−λx − e−λx-= − e−λx(λx-+-1)
               λ          λ           λ         λ2          λ2

Таким образом,

       ∫  +∞                  −λx
E ξ = λ      x ⋅e−λxdx = λ(− e---(λx-+-1))|+0∞  = λ(0+  1-) = 1-
         0                        λ2                  λ2    λ

При λ = 2  получаем Eξ =  12   .

2. Вычислим дисперсию.
Поскольку            2        2
V arξ = E(ξ )− (E ξ)   , то для вычисления дисперсии нам вначале нужно будет вычислить ожидание квадрата ξ  .

Итак,

   2  ∫ + ∞  2  −λx       ∫ +∞  2 − λx
E ξ =       x λe   dx = λ      x e    dx
       0                   0

Найдем первообразную функции x2 ⋅e−λx  при помощи интегрирования по частям: u(x) = x2   , v′(x) = e− λx  . Тогда v(x) = −λ1e−λx  . Тогда, как мы помним,

∫            ∫
  uv ′ = uv −  u′v

Следовательно,

∫                         ∫                           ∫
   2   −λx       x2e−λx-       1-−λx       x2e−λx-  2-     −λx
  x ⋅ e   dx = −   λ    +   2x λe   dx = −    λ   + λ    xe   dx

Но когда мы считали мат. ожидание, мы уже выяснили, что

∫              −λx
  xe−λxdx = − e---(λx-+-1)
                   λ2

Следовательно,

∫
    2  −λx       x2e−-λx   2-  e−λx(λx-+-1)
   x ⋅e   dx = −    λ   +  λ(−      λ2     )

Таким образом,

∫ +∞                   2 −λx        −λx
     x2 ⋅e−λxdx = ( − x-e----+ 2-(− e---(λx-+-1)))|+0 ∞ = -2-
 0                      λ      λ        λ2             λ3

Следовательно,

         ∫ + ∞              2
E(ξ2) = λ      x2 ⋅e−λxdx = -2-
          0                 λ

Тогда получается, что Var ξ = E (ξ2)− (E ξ)2 = λ22 − λ12 = λ12   . При λ = 2  получаем V arξ = 1
        4   .

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!