Методические указания к практическим занятиям по дисциплине "Высшая математика". Часть 2. Задачи для самостоятельного решения по теории вероятностей, страница 9

Несколько примеров вычисления производных с использованием правил дифференцирования и таблицы производных:

1)                (по (1*), n=1)

2)                                (по (1*), n=12)

3)       (исп. правила 2 и 3, а также (1*))

4)       (по (8**), u(х)=3х-1)

5)  (по (7**), n=3, u(х)=х3+4х-1)

6)       (по (1**), n=3, u(х)=cosx)

7)      (правила 5 и 2, формула (1*)).

1.7.2 Использование производных при исследовании

поведения функции.

Определение 1.

Функция y=f(х) называется убывающей на <a,b>, если меньшему значению аргумента соответствует большее значение функции: .

Определение 2.

Функция y=f(х) называется возрастающей на <a,b>, если большему значению аргумента соответствует большее значение функции: .

Определение 3.

Функция y=f(х) называется монотонной на <a,b>, если она или убывает или возрастает на <a,b>.

24

   (F(0)=0; F(-х)=-F(х); F(+¥)=)

.

Для такой случайной  величины с параметрами (m, s) .

Нормальный закон распределения в теории вероятностей занимает среди других особое положение. По нормальному закону или закону, близкому к нормальному, распределяются ошибки измерений, а также множество других "ошибок", сопровождающих нормальную деятельность человека.

Пример:

Измерительный прибор имеет положительную систематическую ошибку 5 мм и среднюю квадратическую ощибку 7,5 мм. Какова вероятность того, что ошибка измерения

1) будет положительной (т.е. измерение дает результаты больше истинного)

2) будет отрицательной

3) не превзойдет по абсолютной величине 5 мм.

Решение:

Х  -ошибка измерения, распределна по нормальному закону с m=5 мм, s=7,5 мм. Тогда

1)

0,7475

(значение F(0,6666) берем из таблиц)

2) 0,2525

3) =

=0+0,4087=0,4087.

Нормальное распределение возникает также в тех случаях, когда случайная величина Х является суммой независимых или слабо зависимых случайных величин Х1, Х2, …, Хn или их средним

53


 y=f(х) имеет производную и возрастает на <a,b> Û  ³ 0 " х Î <a,b>.

Теорема 2.

В точках экстремума производная функции равна нулю или не существует (необходимый признак существования экстремума).

(×) х0 – точка экстремума функции y=f(х) Þ =0 или не существует.

Теорема 3.

Если функция имеет производную и в некоторой проколотой окрестности точки х0 производная функции равна нулю или не существует и при переходе через эту точку производная функции меняет знак, то в этой точке функция имеет экстремум (достаточный признак существования экстремума).

1) =0 или не существует,                           ö

2) $  такая что "х Î   < 0 ý Þ в (×)х0 у=f(х) имеет min

                                         "х Î   > 0 ø

1) =0 или не существует,                           ö

2) $  такая что "х Î   > 0 ý Þ в (×)х0 у=f(х) имеет max

                                         "х Î   < 0 ø

Используя  теоремы 1-3, можно исследовать поведение различных функций и находить их экстремальные значения.

Пример 1.

Исследовать функцию ; указать ее интервалы монотонности, найти экстремальные значения, построить график.

Решение:

1) функция определена на всей числовой оси

26

0,055

2.3.2 Распределение Пуассона.

Говорят, что случайная величина Х распределена по закону Пауссона, если она может принимать все возможные целые неотрицательные значения: {0; 1; 2; …; m; m+1; …} и Р(Х=m)=. Для этого распределения М(Х)=а, D(Х)=а.

Распределение Пуассона является предельным для биномиального, когда число опытов неограниченно увеличивается (n®¥), а вероятность успеха в каждом опыте неограниченно уменьшается, но так, что n×p=а (произведение n×p сохраняет постоянное значение).

Пример:

Пусть вероятность успеха в одном опыте р=0,001. Проводится 2000 опытов. Найти вероятность того, что

1) ни один опыт не будет успешным (Х=0)

2) хотя бы один опыт будет успешным (Х³1)

3) успешных опытов будет ровно два (Х=2)

4) количество успехов будет больше двух (Х³3).

Решение:

Случайная величина Х (количество успехов) распределена по биномиальному закону, но так как n=2000 и nр=2 (n достаточно велико, р