Đang tạo bản xem trước...
lOMoARcPSD|11336708 BÀI Giang VÀ BÀI TẬP MÔN XÁC SUẤT THỐNG KÊBÀI Giang VÀ BÀI TẬP MÔN XÁC SUẤT THỐNG KÊ Lý thuyết Xác xuất và Thống kê ứng dụng (Trường Đại học Tài chính - Marketing)Lý thuyết Xác xuất và Thống kê ứng dụng (Trường Đại học Tài chính - Marketing) Studocu is not sponsored or endorsed by any college or universityStudocu is not sponsored or endorsed by any college or university Downloaded by abcd bon (kyduyen11272003@gmail.com)
lOMoARcPSD|11336708 CHƯƠNG 1: XÁC SUẤT VÀ CÔNG THỨC TÍNH XÁC SUẤT 1.1 ÔN TẬP VỀ GIẢI TÍCH TỔ HỢP 1.1.1 Một số khái niệm và công thức tính Hoán vị Tổ hợp Chỉnh hợp Chỉnh hợp lặp Số cách sắp Số cách chọn ngẫu nhiên k Số cách chọn ngẫu Số cách chọn ngẫu xếp ngẫu phần tử từ n phần tử (k n) nhiên k phần tử từ n nhiên k phần tử từ n nhiên n phần sao cho k phần tử đó phần tử (k n) sao cho phần tử sao cho k tử không lặp và không có k phần tử đó không lặp phần tử đó có thể phân biệt thứ tự. và có phân biệt thứ tự. lặp lại và có phân biệt thứ tự. k n! n! P n! C Ak Bk nk n n k!(n k)! n (n k)! n Ví dụ 1.1: 1. Cho tập hợp A 1, 2,3, 4,5, từ tập hợp A có thể thành lập được bao nhiêu số tự nhiên thoả mãn: a. Có 5 chữ số khác nhau. b. Có 3 chữ số khác nhau. c. Có 3 chữ số. 2. Một tổ có 5 học sinh, có bao nhiêu cách phân công 3 học sinh đi lao động. Giải 1.a P 5!120 số 5 1.b 5! số A3 60 5 53! 1.c B3 53 125 5 5! 2. C3 10số 5 3! 53 ! 1.1.2 Quí tắc cộng: Giả sử một công việc có k trường hợp thực hiện khác nhau đều thỏa yêu cầu. Trường hợp 1 có n1 cách thực hiện, trường hợp 2 có n2 cách thực hiện,..., trường hợp k có nk cách thực hiện. Khi đó, số cách thực hiện công việc là: n n n 1 2 k Ví dụ 1.2: Một nhóm có 3 nam và 2 nữ, có bao nhiêu cách chọn ra 3 người sao cho có ít nhất là 2 nam. Giải: Trường hợp 1: 3 người chọn ra có 2 nam và 1 nữ: C C2 1 32 6cách 3 2 Trường hợp 2: 3 người chọn ra có 3 nam C3 1cách 3 Vậy số cách chọn ra 3 người sao cho có ít nhất là 2 nam là: 6 + 1 = 7 cách 1.1.3 Quy tắc nhân: Giả sử một công việc phải trải qua k giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất có n1 cách thực hiện; giai đoạn thứ hai có n2 cách thực hiện;...; giai đoạn thứ k có nk cách thực hiện. Khi đó, số cách thực hiện công việc là: n n n 1 2 k Ví dụ 1.3: Có 12 quyển sách gồm 5 quyển sách Toán, 4 quyển sách Lý, 3 quyển sách Hóa. Hỏi có bao nhiêu cách để lấy ra mỗi loại 2 quyển sách? 5! Giải: Số cách lấy ra 2 quyển sách toán: C2 10 cách. 5 2! 52 ! Tài liệu hướng dẫn môn Lý thuyết Xác suất và Thống kê 1 Downloaded by abcd bon (kyduyen11272003@gmail.com)
lOMoARcPSD|11336708 4! Số cách lấy ra 2 quyển sách lý: C2 6 cách 4 2! 42 ! 3! Số cách lấy ra 2 quyển sách hóa: C2 3 cách 3 2! 3 2 ! Vậy số cách lấy: n 1063 180cách Ví dụ 1.4: Có 3 cách đi từ địa điểm A đến địa điểm B, có 5 cách đi từ địa 1 điểm B đến địa điểm C và có 2 cách 1 2 1 đi từ địa điểm C đến địa điểm D. Hỏi A 2 B 3 C D có bao nhiêu cách đi từ địa điểm A 3 4 2 đến địa điểm D? 5 Giải: Số cách đi từ thành phố A đến thành phố D là : n 352 30 cách 1.2 PHÉP THỬ VÀ BIẾN CỐ 1.2.1 Khái niệm Phép thử: Thực hiện một nhóm điều kiện xác định lên đối tượng để quan sát một hiện tượng nào đó. Phép thử ngẫu nhiên: Là những phép thử thỏa mãn hai tính chất - Không biết trước kết quả nào sẽ xảy ra. - Có thể xác định tất cả các kết quả có thể xảy ra. Biến cố: Là kết quả có thể xảy ra trong một phép thử. Ví dụ 1.5: Các phép thử ngẫu nhiên: tung một đồng xu, tung một con súc sắc, rút một cây bài trong bộ bài 52 lá. 1.2.2 Phân loại biến cố và mối quan hệ giữa các biến cố: Biến cố chắc chắn: Là biến cố chắc chắn xảy ra trong một phép thử. Kí hiệu: W Ví dụ 1.6: Tung một con súc sắc. Gọi A là biến cố súc sắc xuất hiện mặt có số chấm nhỏ hơn hoặc bằng 6. Khi đó ta nói A là biến cố chắc chắn, A = W. Biến cố không thể: Là biến cố không thể xảy ra trong một phép thử. Kí hiệu: Ví dụ 1.7: Tung một con súc sắc. Gọi B là biến cố súc sắc xuất hiện mặt 7 chấm. Khi đó ta nói A là biến cố không thể, A = . Biến cố ngẫu nhiên: Là biến cố có thể xảy ra cũng không thể xảy ra trong một phép thử. Kí hiệu: A, B, C,...A , A 1 2 Ví dụ 1.8: Một xạ thủ bắn vào một tấm bia, gọi A là biến cố xạ thủ bắn trúng bia, A là biến cố ngẫu nhiên. Tài liệu hướng dẫn môn Lý thuyết Xác suất và Thống kê 2 Downloaded by abcd bon (kyduyen11272003@gmail.com)
lOMoARcPSD|11336708 Biến cố thuận lợi (Biến cố kéo theo): Biến cố A được gọi là thuận lợi cho biến cố B nếu A xảy ra thì B cũng xảy ra. Kí hiệu: A B. Ví dụ 1.9: Tung ngẫu nhiên một con súc sắc. Gọi A là biến cố súc sắc xuất hiện mặt 2 chấm và B là biến cố xuất hiện mặt chẵn. Khi đó ta nói A B. Biến cố tương đương: Nếu A B và B A thì A và B là hai biến cố tương đương. Kí hiệu: A = B. Ví dụ 1.10: Tung ngẫu nhiên đồng thời ba con súc sắc. Gọi A là biến cố mỗi con súc sắc đều xuất hiện mặt 1 chấm, B là biến cố tổng số chấm của ba con súc sắc là 3 chấm. Khi đó A=B. Biến cố sơ cấp: Biến cố A được gọi là biến cố sơ cấp nếu nó không có biến cố nào thuận lợi cho nó (trừ chính nó), tức là không thể phân tích được nữa. Tập hợp tất cả các biến cố sơ cấp của một phép thử được gọi là không gian các biến cố sơ cấp và kí hiệu: W Ví dụ 1.11: Tung ngẫu nhiên một con súc sắc. Gọi Ai là biến cố súc sắc xuất hiện mặt i chấm (i=1, .., 6) thì A1, A2, .. , A6 là các biến cố sơ cấp. Gọi B là biến cố thu được mặt có số chấm chẵn. B = A2A4A6 B không phải là biến cố sơ cấp. và W = {A1, A2, A3, A4, A5, A6}. Biến cố hiệu: Hiệu của hai biến cố A và B là một biến cố xảy ra khi và chỉ khi A xảy ra nhưng B không xảy ra. Kí hiệu A\B Ví dụ 1.12: Tung một con súc sắc. Gọi A là biến cố súc sắc xuất hiện mặt có số chấm lẻ. B là biến cố súc sắc xuất hiện mặt có số chấm lẻ nhỏ hơn 5. C là biến cố súc sắc xuất hiện mặt 5 chấm. Ta có: C = A\B Biến cố tổng: Tổng của hai biến cố A và B là một biến cố xảy ra khi và chỉ khi ít nhất một trong hai biến cố A và B xảy ra. Kí hiệu A B Ví dụ 1.13: Hai xạ thủ cùng bắn vào một con thú. Gọi A là biến cố xạ thủ thứ nhất bắn trúng, B là biến cố xạ thủ thứ hai bắn trúng. Khi đó biến cố thú bị trúng đạn là C = AB Tổng quát: Tổng của n biến cố A1, A2, .., An là một biến cố xảy ra ít nhất một trong các biến cố Ai xảy ra (i = 1,..,n). Kí hiệu: A1 A2 ... An Chú ý: Biến cố chắc chắn W là tổng của mọi biến cố sơ cấp có thể, nghĩa là mọi biến cố sơ cấp đều thuận lợi cho W. Do đó, W còn được gọi là không gian các biến cố sơ cấp. Biến cố tích: Tích của hai biến cố A và B là một biến cố xảy ra cả hai biến cố A và B đồng thời xảy ra. Kí hiệu: AB Ví dụ 1.14: Hai xạ thủ cùng bắn vào một con thú. Gọi A là biến cố xạ thủ thứ nhất bắn không trúng, B là biến cố xạ thủ thứ hai bắn không trúng. Khi đó biến cố thú không bị trúng đạn là C = AB. Tài liệu hướng dẫn môn Lý thuyết Xác suất và Thống kê 3 Downloaded by abcd bon (kyduyen11272003@gmail.com)
lOMoARcPSD|11336708 Tổng quát: Tích của n biến cố A1, A2, .., An là một biến cố xảy ra tất cả các biến cố Ai đều xảy ra. Kí hiệu: A1A2 ... An Biến cố xung khắc: Hai biến cố A và B được gọi là xung khắc nếu chúng không đồng thời xảy ra trong một phép thử. Ví dụ 1.15: Tung một con súc sắc, gọi A là biến cố súc sắc xuất hiện mặt chẵn, B là biến cố súc sắc xuất hiện mặt 3 chấm A, B xung khắc. Hệ biến cố đầy đủ, xung khắc từng đôi: Hệ biến cố {A1, A2, …, An } được gọi là hệ biến cố đầy đủ, xung khắc từng đôi nếu hai biến cố bất kỳ trong hệ là xung khắc và tổng tất cả các biến cố là biến cố chắc chắn, tức là: n Ai Aj= i, j và A = W. i i 1 Biến cố đối lập: Biến cố A được gọi là biến cố đối lập của A. A A A và A đối lập A A W Ví dụ 1.16: Tung ngẫu nhiên một con súc sắc, A là biến cố súc sắc xuất hiện mặt chẵn, A là biến cố súc sắc xuất hiện mặt lẻ. Chú ý: Hai biến cố đối lập thì xung khắc nhưng ngược lại hai biến cố xung khắc thì chưa chắc đối lập. Biến cố đồng khả năng: Các biến cố A, B, C,... được gọi là đồng khả năng nếu chúng có cùng một khả năng xuất hiện như nhau trong một phép thử. Ví dụ 1.17: Tung ngẫu nhiên một đồng xu, gọi S là biến cố đồng xu xuất hiện mặt sấp, N là biến cố xuất hiện mặt ngửa S, N là hai biến cố đồng khả năng. Biến cố độc lập: Hai biến cố A và B được gọi là độc lập nếu việc xảy ra hay không xảy ra biến cố này không làm ảnh hưởng đến việc xảy ra hay không xảy ra biến cố kia và ngược lại. Hệ biến cố độc lập toàn phần: Hệ biến cố {A1, A2,…, An } được gọi là độc lập toàn phần nếu mỗi biến cố trong hệ độc lập với tích của một tổ hợp bất kỳ các biến cố còn lại. Nhận xét: Các khái niệm về biến cố tổng, hiệu, tích, đối lập tương ứng với hợp, giao, hiệu, phần bù của lý thuyết tập hợp, do đó có thể sử dụng các phép toán trên tập hợp cho các phép toán trên biến cố. 1.3 ĐỊNH NGHĨA XÁC SUẤT 1.3.1 Định nghĩa xác suất theo lối cổ điển Giả sử một phép thử có n biến cố sơ cấp đồng khả năng có thể xảy ra, trong đó có m biến cố sơ cấp thuận lợi cho biến cố A. Khi đó xác suất của biến cố A được định nghĩa bởi công thức sau: P(A) = m n Ví dụ 1.19: Tung ngẫu nhiên một con súc sắc. Tính xác suất để súc sắc xuất hiện ở mặt trên là chẵn. Tài liệu hướng dẫn môn Lý thuyết Xác suất và Thống kê 4 Downloaded by abcd bon (kyduyen11272003@gmail.com)
lOMoARcPSD|11336708 Giải: Gọi Ai là biến cố xuất hiện mặt trên là i chấm. Gọi A là biến cố xuất hiện mặt trên là chẵn, ta có A = A2 A4 A6 Khi tung con súc sắc có 6 biến cố đồng khả năng có thể xảy ra trong đó có 3 biến cố thuận lợi cho A nên P(A) = m = 3 = 0.5 n 6 Ví dụ 1.20: Tung ngẫu nhiên đồng thời 2 con súc sắc. Tính xác suất để tổng số chấm xuất hiện ở hai mặt trên của 2 con súc sắc là 7. Giải : Gọi A là biến cố tổng số chấm xuất hiện ở hai mặt trên của 2 con súc sắc là 7. A là biến cố súc sắc thứ nhất xuất hiện mặt trên là i chấm (i 1,6) . i B là biến cố súc sắc thứ hai xuất hiện mặt trên là i chấm (i 1,6) . i Khi ta tung 2 con súc sắc cùng lúc thì có 36 biến cố sơ cấp đồng khả năng có thể xảy ra, cụ thể: W (A ,B ); (A ,B ); ...; (A ,B ) 1 1 1 2 1 6 (A ,B ); (A ,B ); ...; (A ,B ) 2 1 2 2 2 6 ... ... ... ... (A ,B ); (A ,B ); ...; (A ,B ) 6 1 6 2 6 6 Và có 6 biến cố thuận lợi cho biến cố A: (A ,B ); (A ,B ); (A ,B ); (A ,B ); (A ,B ); (A ,B ) 1 6 2 5 3 4 4 3 5 2 6 1 6 1 P(A) 36 6 Ví dụ 1.21: Một người gọi điện thoại nhưng lại quên hai số cuối của số điện thoại, chỉ biết rằng hai số đó là khác nhau. Tính xác suất để người đó chỉ bấm số một lần đúng số cần gọi. Giải: Gọi B là biến cố người đó chỉ quay một lần đúng số cần gọi. Số biến cố thuận lợi cho B là: m = 1 Số biến cố đồng khả năng có thể xảy ra là: n A2 90 10 P(A) = 1 90 Ví dụ 1.22: Một hộp gồm 6 bi trắng và 4 bi đen, lấy ngẫu nhiên 2 bi từ hộp. Tính xác suất để a) Có 1 bi trắng. b) Có 2 bi trắng. Giải: Gọi A là biến cố có 1 bi trắng trong 2 bi lấy ra. Gọi B là biến cố có 2 bi trắng trong 2 bi lấy ra. m C C1 1 8 P(A) = = 6 4 = n C2 15 10 m C2 1 P(B) = = 6 = n C2 3 10 Tài liệu hướng dẫn môn Lý thuyết Xác suất và Thống kê 5 Downloaded by abcd bon (kyduyen11272003@gmail.com)
lOMoARcPSD|11336708 Ví dụ 2.23: Trong một hộp đựng 20 quả cầu trong đó có 14 quả cầu đỏ và 06 quả cầu trắng. Lấy ngẫu nhiên (không hoàn lại) 5 quả cầu từ trong hộp. Tính xác suất để trong 5 quả cầu lấy ra có 3 quả cầu đỏ. Biết rằng các quả cầu là cân đối và giống nhau. Giải: Gọi A là biến cố trong 5 quả cầu lấy ra có 3 quả cầu đỏ và 2 quả cầu trắng. Số cách lấy 3 quả cầu đỏ: C3 14 Số cách lấy 2 quả cầu trắng: C2 6 m C C2 3 P(A) 6 14 n C5 20 Tổng quát: Cho một hộp đựng N quả cầu cân đối và giống nhau trong đó có M quả cầu đỏ (M< N) và (N – M) quả cầu trắng. Lấy ngẫu nhiên (không hoàn lại) n quả cầu (n N) từ trong hộp. Tính xác suất để trong n quả cầu lấy ra có k (k n) quả cầu đỏ. Gọi A là biến cố trong n quả cầu lấy ra có k quả cầu đỏ C Ck nk P(A) M NM Cn N Nhận xét: Khi tính xác suất của các biến cố, ta không cần phải chỉ ra các biến cố sơ cấp có thể xảy ra và các biến cố sơ cấp thuận lợi mà chỉ cần chỉ ra số các biến cố sơ cấp có thể xảy ra, số các biến cố sơ cấp thuận lợi cho các biến cố đó. Định nghĩa xác suất theo lối cổ điển có hạn chế là: Chỉ xét cho hệ hữu hạn các biến cố sơ cấp, không phải lúc nào cũng phân tích được thành các biến cố đồng khả năng. 1.3.2 Định nghĩa xác suất theo lối thống kê: Giả sử thực hiện 1 phép thử nào đó n lần độc lập (kết quả của phép thử sau không phụ thuộc vào kết quả của phép thử trước), trong đó biến cố A xảy ra m lần. Khi đó: m gọi là tần số xuất hiện của biến cố A. f = m gọi là tần xuất của biến cố A. n Khi n , tần xuất f đạt giá trị ổn định và giá trị đó được xem là xác suất của biến cố A. m Ta có: P(A) lim f lim n n n Ví dụ 1.24: Thống kê kết quả xổ số kiến thiết cửa một Tỉnh từ 01/01/2006 đến 21/01/2010 với tổng số lần quay 12715, kết quả như sau Số bóng Số lần Tỷ lệ 0 1266 9.96% 1 1305 10.26% 2 1224 9.63% 3 1276 10.04% 4 1251 9.84% Tài liệu hướng dẫn môn Lý thuyết Xác suất và Thống kê 6 Downloaded by abcd bon (kyduyen11272003@gmail.com)
Hiển thị 7 trang đầu. Tải tài liệu để xem đầy đủ.
Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!
Bình luận (0)
Chưa có bình luận nào. Hãy là người đầu tiên!