Phân phối chuẩn hóa Các phân phối rời rạc Các phân phối liên tục Phân phối đều Phân phối mũ Các đặc trưng của phân phối mũ Phân phối mũ Hàm mật độ Phân phối mũ Hàm phân phối Tính chất Ph[r]
Trang 1Các phân phối xác suất thường gặp
Hoàng Văn Hà
hvha@hcmus.edu.vn
Ngày 21 tháng 10 năm 2012
Trang 2Các phân phối rời rạc
Các phân phối rời
Trang 3Biến ngẫu nhiên Bernoulli
Các phân phối rời
X nhận giá trị 0 Phép thử này gọi là phép thử Bernoulli Giả sử xác suất xảy ra biến cố A là p, 0 < p < 1
Trang 4Phân phối Bernoulli
Các phân phối rời
sấp, X = 0 nếu xuất hiện mặt ngửa.
Trang 5Phân phối Bernoulli
Các phân phối rời
sấp, X = 0 nếu xuất hiện mặt ngửa.
gặp được sản phẩm tốt, X = 0 nếu gặp được sản phẩm kém.
Trang 6Phân phối Bernoulli
Các phân phối rời
sấp, X = 0 nếu xuất hiện mặt ngửa.
gặp được sản phẩm tốt, X = 0 nếu gặp được sản phẩm kém.
đúng, X = 1 nếu trả lời sai.
Trang 7Phân phối Bernoulli
Các phân phối rời
sấp, X = 0 nếu xuất hiện mặt ngửa.
gặp được sản phẩm tốt, X = 0 nếu gặp được sản phẩm kém.
đúng, X = 1 nếu trả lời sai.
Trang 8Phân phối Bernoulli
Các phân phối rời
Trang 9Phân phối Bernoulli
Các phân phối rời
Trang 10X = X 1 + · · · + X n
với X i , (i = 1, , n), là biến ngẫu nhiên có phân phối Bernoulli với cùng tham số p Khi đó X là biến ngẫu nhiên rời rạc với miền giá trị S = {0, , n} và xác suất
Trang 11Phân phối nhị thức - hàm xác suất
Các phân phối rời
Trang 12Phân phối nhị thức - hàm phân phối
Các phân phối rời
Trang 13nhiên 6 người Tính xác suất (a) Có 4 người bị sốt rét.
(b) Có ít nhất 1 người bị sốt rét.
Trang 14Định lý 3 (Các đặc trưng của BNN có phân phối nhị thức) Nếu
Trang 15mỗi câu có 5 đáp án và chỉ có 1 đáp án đúng Biết rằng học sinh không học bài và đánh ngẫu nhiên toàn bộ bài thi Tính xác suất: (a) Học sinh làm đúng ít nhất 1 câu.
(b) Học sinh làm đúng 30 câu.
(b) Số câu trả lời đúng trung bình mà học sinh làm được là bao
nhiêu? Tính phương sai của số câu trả lời đúng.
Trang 16sản phẩm, trong đó có 3 phế phẩm Khi kiện hàng được giao cho khách hàng, khách hàng sẽ lấy ngẫu nhiên ra 2 sản phẩm trong kiện để kiểm tra Nếu cả hai sản phẩm đều tốt, kiện hàng sẽ được nhận, ngược lại kiện hàng sẽ bị trả lại Gọi X là số kiện hàng được nhận trong số 50 kiện hàng giao cho khách hàng.
(a) Tính xác suất có 40 kiện hàng được nhận.
(b) Tính E (X) và Var (X).
Trang 17chuyến bay mặc dù đã đặt vé trước Một hãng hàng không bán ra
125 vé cho một chuyến bay chỉ có 120 ghế Xác suất một hành khác vắng mặt là 0.10 và độc lập với các hành khách khác.
(a) Tính xác suất tất cả những hành khác có mặt tại sân bay
đều có thể thực hiện chuyến bay (có đủ ghế).
(b) Xác suất máy bay cất cánh mà còn dư ghế ngồi là bao nhiêu?
Trang 18Phân phối Poisson
Các phân phối rời
hiệu số Gọi X là số bit lỗi trong n bit được truyền Khi xác suất một bit bị lỗi là hằng số và việc truyền tín hiệu độc lập, X có phân phối nhị thức Gọi p là xác suất một bit truyền đi bị lỗi Đặt
P (X = x) = C n x p x (1 − p) n−x = C n x
λ n
x
n
Trang 19Phân phối Poisson
Các phân phối rời
hiệu số Gọi X là số bit lỗi trong n bit được truyền Khi xác suất một bit bị lỗi là hằng số và việc truyền tín hiệu độc lập, X có phân phối nhị thức Gọi p là xác suất một bit truyền đi bị lỗi Đặt
P (X = x) = C n x p x (1 − p) n−x = C n x
λ n
Trang 20Phân phối Poisson
Các phân phối rời
hiệu số Gọi X là số bit lỗi trong n bit được truyền Khi xác suất một bit bị lỗi là hằng số và việc truyền tín hiệu độc lập, X có phân phối nhị thức Gọi p là xác suất một bit truyền đi bị lỗi Đặt
P (X = x) = C n x p x (1 − p) n−x = C n x
λ n
Trang 23i) Số lỗi in trong một (hoặc một số) trang sách.
ii) Số cặp trẻ sinh đôi trong một năm tại một bệnh viện.
iii) Số người đến một bưu điện nào đó trong một ngày.
iv) Số tai nạn hoặc sự cố giao thông xảy ra tại một điểm giao thông trong một ngày
Trang 24i) Số lỗi in trong một (hoặc một số) trang sách.
ii) Số cặp trẻ sinh đôi trong một năm tại một bệnh viện.
iii) Số người đến một bưu điện nào đó trong một ngày.
iv) Số tai nạn hoặc sự cố giao thông xảy ra tại một điểm giao thông trong một ngày
Các biến ngẫu nhiên được sử dụng để mô tả, "đếm" số lần xảy ra của một biến cố, sự kiện nào đó xảy ra trong một khoảng thời gian và thỏa một số điều kiện (các điều kiện này thường thỏa mãn trong thực tế) thường được mô tả bằng phân phối Poisson.
Trang 272 Tính xác suất có ít nhất một lỗi in trong trang này.
trong một giờ có phân phối Poisson với λ = 10 Tính xác suất (a) Có 5 cuộc điện thoại gọi đến trong một giờ.
(b) Có nhiều nhất 3 cuộc điện thoại gọi đến trong một giờ.
(c) Có 15 cuộc điện thoại gọi đến trong hai giờ.
Trang 28Trong thực tế, phân phối Poisson sẽ xấp xỉ tốt cho phân phối nhị thức khi n ≥ 100 và np ≤ 10.
Trang 29Trong thực tế, phân phối Poisson sẽ xấp xỉ tốt cho phân phối nhị thức khi n ≥ 100 và np ≤ 10.
biết xác suất một trẻ bị phản ứng với thuốc sau khi tiêm là 0,001 Thực hiện tiêm cho 2000 trẻ, tính xác suất có nhiều nhất 1 trẻ bị phản ứng với thuốc sau khi tiêm.
Trang 31Các phân phối liên tục
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
-Hàm phân phối
Phân phối chuẩn
hóa
Trang 32Phân phối đều
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 33Phân phối đều
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 34Phân phối đều - Hàm mật độ
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 35Phân phối đều - Hàm phân phối
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
-Hàm phân phối
Phân phối chuẩn
hóa
Trang 36Kỳ vọng và phương sai của pp đều
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 37Phân phối đều
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
-Hàm phân phối
Phân phối chuẩn
hóa
đầu tiên trong ngày sẽ khởi hành vào lúc 7h, sau 15 phút sẽ có một
xe khác đến trạm Giả sử một hành khách đến trạm trong khoảng thời gian từ 7h - 7h30 Tìm xác suất để hành khách này chờ
(a) ít hơn 5 phút.
(b) ít nhất 12 phút.
Trang 38Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Định nghĩa 8 (Exponential distribution) Biến ngẫu nhiên
T (t > 0) gọi là có phân phối mũ, ký hiệu X ∼ Exp(λ), nếu nó có hàm mật độ xác suất
trong đó
• λ: số biến cố trung bình xảy ra trong một đơn vị thời gian
• t: số đơn vị thời gian cho đến biến cố kế tiếp
Trang 39Các đặc trưng của phân phối mũ
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 40Các đặc trưng của phân phối mũ
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 41Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
-Hàm phân phối
Phân phối chuẩn
hóa
Trang 42Phân phối mũ - Hàm phân phối
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 43Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
-Hàm phân phối
Phân phối chuẩn
hóa
người dùng đăng nhập vào mạng trong một giờ có phân phối Poisson với trung bình bằng 25.
(a) Tính xác suất không có người dùng nào đăng nhập trong
khoảng thời gian 6 phút.
(b) Tính xác suất lần đăng nhập kế tiếp cách lần đăng nhập đầu
từ 2 đến 3 phút.
Trang 44Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
tuổi thọ của một mạch điện là biến ngẫu nhiên có phân phối mũ với tuổi thọ trung bình 6.25 năm Nếu thời gian bảo hành của sản phẩm là 5 năm Hỏi tỷ lệ sản phẩm bảo hành của nhà máy là bao nhiêu?
Trang 45Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 46Phân phối chuẩn
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 47Phân phối chuẩn
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 48Phân phối chuẩn - Tính chất
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 49Phân phối chuẩn - Hàm mật độ
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
-Hàm phân phối
Phân phối chuẩn
hóa
Trang 50Phân phối chuẩn - Hàm phân phối
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 51Phân phối chuẩn
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Định lý 12 (Tính "tuyến tính" của phân phối chuẩn) Nếu biến
nếu Y = aX + b, (a, b là hằng số và a 6= 0), thì Y có phân phối chuẩn với kỳ vọng aµ + b và phương sai a 2 σ 2
Trang 52Phân phối chuẩn
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Định lý 12 (Tính "tuyến tính" của phân phối chuẩn) Nếu biến
nếu Y = aX + b, (a, b là hằng số và a 6= 0), thì Y có phân phối chuẩn với kỳ vọng aµ + b và phương sai a 2 σ 2
Định lý 13 Nếu các biến ngẫu nhiên X 1 , , X n là độc lập và nếu X i có phân phối chuẩn với kỳ vọng µ i và phương sai σ 2
i , (i = 1, 2, , n), thì tổng X 1 + · · · + X n có phân phối chuẩn với
kỳ vọng là µ 1 + · · · + µ n và phương sai là σ 2
1 + · · · + σ 2
n
Trang 53Phân phối chuẩn
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
-Hàm phân phối
Phân phối chuẩn
hóa
Mệnh đề 1 Nếu các biến ngẫu nhiên X 1 , , X n là độc lập và
X i có phân phối chuẩn với kỳ vọng µ i và phương sai σ 2
i , (i = 1, , n) a i , , a n và b là các hằng số sao cho có ít nhất một a i 6= 0, thì biến ngẫu nhiên a 1 X 1 + · · · + a n X n + b có phân phối chuẩn với kỳ vọng a 1 µ 1 + · · · + a n µ n và phương sai
a 2 1 σ 1 2 + · · · + a 2
n σ n 2
Trang 54Phân phối chuẩn hóa
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Định nghĩa 14 (Standard normal distribution) Biến ngẫu nhiên
Trang 55Phân phối chuẩn hóa
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
-Hàm phân phối
Phân phối chuẩn
hóa
Định nghĩa 14 (Standard normal distribution) Biến ngẫu nhiên
Theo quy ước, hàm phân phối của biến ngẫu nhiên chuẩn hóa được ký hiệu là Φ(z), tức
Trang 56Phân phối chuẩn hóa
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 57Phân phối chuẩn hóa
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 58Phân phối chuẩn hóa
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 59Phân phối chuẩn hóa
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 60Phân phối chuẩn hóa
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 61Phân vị chuẩn hóa
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
, phân vị chuẩn hóa mức α, ký hiệu x α ,
là giá trị của biến ngẫu nhiên X thỏa mãn điều kiện
α
Trang 62Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
xuất có phân phối chuẩn với kỳ vọng 20mm, phương sai (0.2mm) 2 Tính xác suất lấy ngẫu nhiên một chi tiết a) có đường kính trong khoảng 19.9mm đến 20.3mm.
b) có đường kính sai khác với kỳ vọng không quá 0.3mm.
Trang 63Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 64Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 65Định lý giới hạn trung tâm
Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
Trang 66Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
trung tâm phân phối của biến ngẫu nhiên X được xấp xỉ bằng phân phối chuẩn N (np, npq), ký hiệu
Trang 67Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
-Hàm phân phối
Phân phối chuẩn
hóa
Trang 68Các phân phối rời
Phân phối chuẩn
Phân phối chuẩn
40% người dân ủng hộ ứng cử viên A Chọn ngẫu nhiên 200 người, hỏi xác suất gặp được từ 76 đến 120 người ủng hộ ứng cử viên A