HC VIN CÔNG NGH BU CHÍNH VIN THÔNG
SÁCH HNG DN HC TP
XÁC SUT THNG KÊ
(Dùng cho sinh viên ngành CNTT và TVT h đào to đi hc t xa)
Lu hành ni b
HÀ NI - 2006
HC VIN CÔNG NGH BU CHÍNH VIN THÔNG
SÁCH HNG DN HC TP
XÁC SUT THNG KÊ
Biên son : Ts. LÊ BÁ LONG
LI NÓI U
Lý thuyt xác sut thng kê là mt b phn ca toán hc, nghiên cu các hin tng ngu
nhiên và ng dng chúng vào thc t. Ta có th hiu hin tng ngu nhiên là hin tng không
th nói trc nó xy ra hay không xy ra khi thc hin mt ln quan sát. Tuy nhiên, nu tin hành
quan sát khá nhiu ln mt hin tng ngu nhiên trong các phép th nh nhau, ta có th rút ra
đc nhng kt lun khoa hc v hi
n tng này.
Lý thuyt xác sut cng là c s đ nghiên cu Thng kê – môn hc nghiên cu các các
phng pháp thu thp thông tin chn mu, x lý thông tin, nhm rút ra các kt lun hoc quyt
đnh cn thit. Ngày nay, vi s h tr tích cc ca máy tính đin t và công ngh thông tin, lý
thuyt xác sut thng kê ngày càng đc ng dng rng rãi và hiu qu trong mi lnh vc khoa
hc t nhiên và xã h
i. Chính vì vy lý thuyt xác sut thng kê đc ging dy cho hu ht các
nhóm ngành đi hc.
Có nhiu sách giáo khoa và tài liu chuyên kho vit v lý thuyt xác sut thng kê. Tuy
nhiên, vi phng thc đào to t xa có nhng đc thù riêng, đòi hi hc viên phi làm vic đc
lp nhiu hn, vì vy cn phi có tài liu hng dn hc tp ca tng môn h
c thích hp cho đi
tng này. Tp tài liu “Hng dn hc môn toán xác sut thng kê” này đc biên son cng
nhm mc đích trên.
Tp tài liu này đc biên son cho h đi hc chuyên ngành in t-Vin thông theo đ
cng chi tit chng trình qui đnh ca Hc vin Công ngh Bu Chính Vin Thông. Ni dung
ca cun sách bám sát các giáo trình ca các trng đi hc khi k thu
t và theo kinh nghim
ging dy nhiu nm ca tác gi. Chính vì th, giáo trình này cng có th dùng làm tài liu hc
tp, tài liu tham kho cho sinh viên ca các trng, các ngành đi hc và cao đng khi k thut.
Giáo trình gm 6 chng tng ng vi 4 đn v hc trình (60 tit):
Chng I: Các khái nim c bn v xác sut.
Chng II: Bin ngu nhiên và các đc trng ca chúng.
Chng III: Véc t
ngu nhiên và các đc trng ca chúng.
Chng IV: Lut s ln và đnh lý gii hn.
Chng V:.Thng kê toán hc
Chng VI: Quá trình ngu nhiên và chui Markov.
iu kin tiên quyt môn hc này là hai môn toán cao cp đi s và gii tích trong chng
trình toán đi cng. Tuy nhiên vì s hn ch ca chng trình toán dành cho hình thc đào to t
xa, do đó nhiu kt qu và đnh lý ch đc phát bi
u và minh ha ch không có điu kin đ
chng minh chi tit.
Giáo trình đc trình bày theo cách thích hp đi vi ngi t hc, đc bit phc v đc lc
cho công tác đào to t xa. Trc khi nghiên cu các ni dung chi tit, ngi đc nên xem phn
gii thiu ca mi chng đ thy đc mc đích ý ngha, yêu cu chính ca chng đó. Trong
mi chng, mi ni dung, ngi đc có th t đc và hiu đc cn k thông qua cách din đt
và ch dn rõ ràng. c bit bn đc nên chú ý đn các nhn xét, bình lun đ hiu sâu hn hoc
m rng tng quát hn các kt qu và hng ng dng vào thc t. Hu ht các bài toán đc xây
dng theo lc đ: đt bài toán, chng minh s
tn ti li gii bng lý thuyt và cui cùng nêu
thut toán gii quyt bài toán này. Các ví d là đ minh ho trc tip khái nim, đnh lý hoc các
thut toán, vì vy s giúp ngi đc d dàng hn khi tip thu bài hc. Sau các chng có phn
tóm tt các ni dung chính và cui cùng là các câu hi luyn tp. Có khong t 20 đn 30 bài tp
cho mi chng, tng ng vói 3 -5 câu hi cho mi tit lý thuyt. H th
ng câu hi này bao trùm
toàn b ni dung va đc hc. Có nhng câu kim tra trc tip các kin thc va đc hc
nhng cng có nhng câu đòi hi hc viên phi vn dng mt cách tng hp và sáng to các kin
thc đ gii quyt. Vì vy vic gii các bài tp này giúp hc viên nm chc hn lý thuyt và kim
tra đc mc đ tip thu lý thuy
t ca mình.
Tuy rng tác gi đã rt c gng, song vì thi gian b hn hp cùng vi yêu cu cp bách ca
Hc vin, vì vy các thiu sót còn tn ti trong giáo trình là điu khó tránh khi. Tác gi rt mong
s đóng góp ý kin ca bn bè đng nghip, hc viên xa gn và xin cám n vì điu đó.
Cui cùng chúng tôi bày t s cám n đi vi Ban Giám đc Hc vin Công ngh
Bu
Chính Vin Thông, Trung tâm ào to Bu Chính Vin Thông 1 và bn bè đng nghip đã
khuyn khích đng viên, to nhiu điu kin thun li đ chúng tôi hoàn thành tp tài liu này.
Hà Ni, đu nm 2006.
Lê Bá Long
Khoa c bn 1
Hc Vin CNBCVT
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
3
CHNG I: CÁC KHÁI NIM C BN V XÁC SUT
GII THIU
Các hin tng trong t nhiên hay xã hi xy ra mt cách ngu nhiên (không bit trc kt
qu) hoc tt đnh (bit trc kt qu s xy ra). Chng hn ta bit chc chn rng lông ca qu có
mu đen, mt vt đc th t trên cao chc chn s ri xung đt... ó là nhng hin tng din
ra có tính quy lut, tt đ
nh. Trái li khi tung đng xu ta không bit mt sp hay mt nga s xut
hin. Ta không th bit có bao nhiêu cuc gi đn tng đài, có bao nhiêu khách hàng đn đim
phc v trong khong thi gian nào đó. Ta không th xác đnh trc ch s chng khoán trên th
trng chng khoán… ó là nhng hin tng ngu nhiên. Tuy nhiên, nu tin hành quan sát khá
nhiu ln mt hin tng ngu nhiên trong nhng hoàn c
nh nh nhau, thì trong nhiu trng hp
ta có th rút ra nhng kt lun có tính quy lut v nhng hin tng này. Lý thuyt xác sut
nghiên cu các qui lut ca các hin tng ngu nhiên. Vic nm bt các quy lut này s cho phép
d báo các hin tng ngu nhiên đó s xy ra nh th nào. Chính vì vy các phng pháp ca lý
thuyt xác sut đc ng dng rng rãi trong vic gii quyt các bài toán thu
c nhiu lnh vc
khác nhau ca khoa hc t nhiên, k thut và kinh t-xã hi.
Chng này trình bày mt cách có h thng các khái nim và các kt qu chính v lý thuyt
xác sut:
- Các khái nim phép th, bin c.
- Quan h gia các bin c.
- Các đnh ngha v xác sut: đnh ngha xác sut theo c đin, theo thng kê.
- Các tính cht ca xác sut: công th
c cng và công thc nhân xác sut, xác sut ca
bin c đi.
- Xác sut có điu kin, công thc nhân trong trng hp không đc lp. Công thc xác
sut đy đ và đnh lý Bayes.
- Dãy phép th Bernoulli và xác sut nh thc
Khi nm vng các kin thc v đi s tp hp nh hp, giao tp hp, tp con, phn bù ca
mt tp con … hc viên s
d dàng trong vic tip thu, biu din hoc mô t các bin c.
tính xác sut các bin c theo phng pháp c đin đòi hi phi tính s các trng hp
thun li đi vi bin c và s các trng hp có th. Vì vy hc viên cn nm vng các phng
pháp đm - gii tích t hp (đã đc hc lp 12 và trong ch
ng 1 ca toán đi s A2). Tuy
nhiên đ thun li cho ngi hc chúng tôi s nhc li các kt qu chính trong mc 3.
Mt trong nhng khó khn ca bài toán xác sut là xác đnh đc bin c và s dng đúng
các công thc thích hp. Bng cách tham kho các ví d và gii nhiu bài tp s rèn luyn tt k
nng này.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
4
NI DUNG
1.1. PHÉP TH VÀ BIN C
1.1.1. Phép th (Experiment)
Trong thc t ta thng gp nhiu thí nghim, quan sát mà các kt qu ca nó không th d
báo trc đc. Ta gi chúng là các phép th ngu nhiên.
Phép th ngu nhiên thng đc ký hiu bi ch
C . Tuy không bit kt qu s xy ra nh
th nào, nhng ta có th lit kê đc hoc biu din tt c các kt qu ca phép th
C . Mi kt
qu ca phép th
C đc gi là mt bin c s cp. Tp hp tt c các bin c s cp ca phép
th đc gi là không gian mu, ký hiu
Ω
.
Ví d 1.1:
̇ Phép th tung đng xu có không gian mu là
{ }
NS,=Ω .
̇ Vi phép th tung xúc xc, các bin c s cp có th xem là s các nt trên mi mt xut
hin. Vy
{}
6,5,4,3,2,1=Ω .
̇ Phép th tung đng thi 2 đng xu có không gian mu là
{}
),(),,(),,(),,( NNSNNSSS=Ω .
Chú ý rng bn cht ca các bin c s cp không có vai trò đc bit gì trong lý thuyt xác
sut. Chng hn có th xem không gian mu ca phép th tung đng tin là
{}
1,0=Ω , trong đó 0
là bin c s cp ch mt sp xut hin và 1 đ ch mt nga xut hin.
1.1.2. Bin c (Event)
Vi phép th
C ta thng xét các bin c (còn gi là s kin) mà vic xy ra hay không
xy ra hoàn toàn đc xác đnh bi kt qu ca
C .
Mi kt qu
ω
ca C đc gi là kt qu thun li cho bin c A nu A xy ra khi kt
qu ca
C là
ω
.
Ví d 1.2: Nu gi
A là bin c s nt xut hin là chn trong phép th tung xúc xc ví
d 1.1 thì
A
có các kt qu thun li là 2, 4, 6.
Tung hai đng xu, bin c xut hin mt mt sp mt mt nga (xin âm dng) có các kt
qu thun li là
),(;),( SNNS .
Nh vy mi bin c
A đc đng nht vi mt tp con ca không gian mu Ω bao gm
các kt qu thun li đi vi
A .
Mi bin c ch có th xy ra khi mt phép th đc thc hin, ngha là gn vi không gian
mu nào đó. Có hai bin c đc bit sau:
• Bin c chc chn là bin c luôn luôn xy ra khi thc hin phép th, bin c này trùng
vi không gian mu
Ω .
• Bin c không th là bin c nht đnh không xy ra khi thc hin phép th. Bin c
không th đc ký hiu
φ .
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
5
Tung mt con xúc xc, bin c xut hin mt có s nt nh hn hay bng 6 là bin chc
chn, bin c xut hin mt có 7 nt là bin c không th.
1.1.3. Quan h gia các bin c
Trong lý thuyt xác sut ngi ta xét các quan h sau đây cho các bin c.
a. Quan h kéo theo
Bin c
A kéo theo bin c
B , ký hiu BA ⊂ , nu A xy ra thì B xy ra.
b. Quan h bin c đi
Bin c đi ca
A là bin c đc ký hiu là
A và đc xác đnh nh sau: A xy ra khi và
ch khi
A không xy ra.
c. Tng ca hai bin c
Tng ca hai bin c
BA, là bin c đc ký hiu
BA ∪ . Bin c BA ∪ xy ra khi và ch
khi có ít nht
A hoc
B xy ra.
Tng ca mt dãy các bin c
{ }
n
AAA ,...,,
21
là bin c
∪
n
i
i
A
1=
. Bin c này xy ra khi có
ít nht mt trong các bin c
i
A xy ra.
d. Tích ca hai bin c
Tích ca hai bin c
BA, là bin c đc ký hiu
AB . Bin c AB xy ra khi và ch khi
c hai bin c
A ,
B cùng xy ra.
Tích ca mt dãy các bin c
{ }
n
AAA ,...,,
21
là bin c
∏
=
n
i
i
A
1
. Bin c này xy ra khi tt
c các bin c
i
A cùng xy ra.
e. Bin c xung khc
Hai bin s
BA, gi là xung khc nu bin c tích
AB là bin c không th. Ngha là hai
bin c này không th đng thi xy ra.
Chú ý rng các bin c vi phép toán tng, tích và ly bin c đi to thành đi s Boole
do đó các phép toán đc đnh ngha trên có các tính cht nh các phép toán hp, giao, ly phn
bù đi vi các tp con ca không gian mu.
f. H đy đ các bin c
Dãy các bin c
n
AAA ,...,,
21
đc gi là mt h đy đ các bin c nu:
i. Xung khc tng đôi mt, ngha là
φ
=
ji
AA
vi mi
nji ,...,1
=≠
,
ii. Tng ca chúng là bin c chc chc, ngha là
Ω=
=
∪
n
i
i
A
1
.
c bit vi mi bin c
A , h
{ }
AA, là h đy đ.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
6
Ví d 1.3: Mt nhà máy có ba phân xng sn xut ra cùng mt loi sn phm. Gi s rng
mi sn phm ca nhà máy ch do mt trong ba phân xng này sn xut. Chn ngu nhiên mt
sn phm, gi
321
,, AAA ln lt là bin c sn phm đc chn do phân xng th nht, th
hai, th ba sn xut. Khi đó h ba bin c
321
,, AAA là h đy đ.
g. Tính đc lp ca các bin c
Hai bin c
A
và
B
đc gi là đc lp vi nhau nu vic xy ra hay không xy ra bin c
này không nh hng ti vic xy ra hay không xy ra bin c kia.
Tng quát các bin c
n
AAA ,...,,
21
đc gi là đc lp nu vic xy ra hay không xy ra
ca mt nhóm bt k
k bin c, trong đó nk
≤≤1 , không làm nh hng ti vic xy ra hay
không xy ra ca các bin c còn li.
nh lý 1.2: Nu
BA,
đc lp thì các cp bin c:
BA,
;
BA,
;
BA,
cng đc lp.
Ví d 1.4: Ba x th A, B, C mi ngi bn mt viên đn vào mc tiêu. Gi
CBA ,, ln
lt là bin c A, B, C bn trúng mc tiêu.
a. Hãy mô t các bin c:
,,ABC A B C A B C∪∪.
b. Biu din các bin c sau theo
CBA ,, :
-
:D Có ít nht 2 x th bn trúng.
- :E Có nhiu nht 1 x th bn trúng.
-
:F Ch có x th C bn trúng.
-
:G Ch có 1 x th bn trúng.
c. Các bin c
CBA ,, có xung khc, có đc lp không ?
Gii:
a.
ABC : c 3 đu bn trúng.
A BC : c 3 đu bn trt. CBA ∪∪ : có ít nht 1 ngi
bn trúng.
b. CABCABD ∪∪= .
Có nhiu nht mt x th bn trúng có ngha là có ít nht hai x th bn trt, vy
ACCBBAE ∪∪= .
CBAF = . CBACBACBAG ∪∪= .
c. Ba bin c
CBA ,, đc lp nhng không xung khc.
1.2. NH NGHA XÁC SUT VÀ CÁC TÍNH CHT
Vic bin c ngu nhiên xy ra hay không trong kt qu ca mt phép th là điu không th
bit hoc đoán trc đc. Tuy nhiên bng nhng cách khác nhau ta có th đnh lng kh nng
xut hin ca bin c, đó là xác sut xut hin ca bin c.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
7
Xác sut ca mt bin c là mt con s đc trng kh nng khách quan xut hin bin c đó
khi thc hin phép th.
Da vào bn cht ca phép th (đng kh nng) ta có th suy lun v kh nng xut hin
ca bin c, vi cách tip cn này ta có đnh ngha xác sut theo phng pháp c đin.
Khi thc hi
n nhiu ln lp li đc lp mt phép th ta có th tính đc tn sut xut hin
ca mt bin c nào đó. Tn sut th hin kh nng xut hin ca bin c, vi cách tip cn này ta
có đnh ngha xác sut theo thng kê.
1.2.1. nh ngha c đin v xác sut
Gi s phép th
C tho mãn hai điu kin sau:
(i) Không gian mu có mt s hu hn phn t.
(ii) Các kt qu xy ra đng kh nng.
Khi đó ta đnh ngha xác sut ca bin c
A là
thÓ cã hîptr−êng sè
víièi lîi thuËn hîptr−êng sè A
AP
đ
)(
= (1.1)
Nu xem bin c A nh là tp con ca không gian mu
Ω thì
Ω
=
Ω
=
A
A
AP
cña tö phÇn sè
cña tö phÇn sè
)(
(1.1)’
Ví d 1.5: Bin c A xut hin mt chn trong phép th gieo con xúc xc ví d 1.1 có 3
trng hp thun li (
3=A ) và 6 trng hp có th ( 6=Ω ). Vy
2
1
6
3
)( ==AP
.
tính xác sut c đin ta s dng phng pháp đm ca gii tích t hp.
1.2.2. Các qui tc đm
a. Qui tc cng
Nu có
1
m cách chn loi đi tng
1
x ,
2
m cách chn loi đi tng
2
x , ... ,
n
m cách
chn loi đi tng
n
x . Các cách chn đi tng
i
x không trùng vi cách chn
j
x nu
ji ≠
thì có
n
mmm
+++
21
cách chn mt trong các đi tng đã cho.
b. Qui tc nhân
Gi s công vic
H gm nhiu công đon liên tip
k
HHH ,...,,
21
và mi công đon
i
H có
i
n cách thc hin thì có tt c
k
nnn
×××
21
cách thc hin công vic H .
c. Hoán v
Mi phép đi ch ca
n phn t đc gi là phép hoán v n phn t. S dng quy tc
nhân ta có th tính đc:
Có
!n
hoán v
n
phn t.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
8
d. Chnh hp
Chn ln lt
k phn t không hoàn li trong tp
n
phn t ta đc mt chnh hp chp
k ca n phn t. S dng quy tc nhân ta có th tính đc s các chnh hp chp k ca n phn
t là
)!(
!
kn
n
A
k
n
−
= (1.2)
e. T hp
Mt t hp chp k ca n phn t là mt tp con k phn t ca tp n phn t. Cng có
th xem mt t hp chp k ca n phn t là mt cách chn đng thi k phn t ca tp n phn
t.
Hai chnh hp chp
k ca n phn t là khác nhau nu:
̇ có ít nht 1 phn t ca chnh hp này không có trong chnh hp kia.
̇ các phn t đu nh nhau nhng th t khác nhau.
Do đó vi mi t hp chp
k ca n phn t có !k chnh hp tng ng. Mt khác hai
chnh hp khác nhau ng vi hai t hp khác nhau là khác nhau.
Vy s các t hp chp
k ca n phn t là
)!(!
!
! knk
n
k
A
C
k
n
k
n
−
==
(1.3)
Ví d 1.6: Tung mt con xúc xc hai ln. Tìm xác sut đ trong đó có 1 ln ra 6 nt.
Gii: S các trng hp có th là 36. Gi
A
là bin c “ trong 2 ln tung con xúc xc có 1
ln đc mt 6”. Nu ln th nht ra mt 6 thì ln th hai ch có th ra các mt t 1 đn 5, ngha là
có 5 trng hp. Tng t cng có 5 trng hp ch xut hin mt 6 ln tung th hai. Áp dng
quy tc cng ta suy ra xác sut đ ch có mt ln ra mt 6 khi tung xúc xc 2 ln là
36
10
.
Ví d 1.7: Cho các t mã 6 bit đc to t các chui các bit 0 và bit 1 đng kh nng. Hãy
tìm xác sut ca các t có cha
k bit 1, vi
6,...,0
=k
.
Gii: S trng hp có th
6
2=Ω . t
k
A là bin c " t mã có cha
k
bit 1" . Có th
xem mi t mã có cha
k bit 1 là mt t hp chp k ca 6 phn t, vy s trng hp thun li
đi vi
k
A là s các t hp 6 chp k . Do đó
)!6(!
!6
6
kk
CA
k
k
−
==
Vy xác sut ca các bin c tng ng
()
6,...,0,
2)!6(!
!6
6
=
−
= k
kk
AP
k
.
Ví d 1.8: Mt ngi gi đin thoi quên mt hai s cui ca s đin thoi và ch nh đc
rng chúng khác nhau. Tìm xác sut đ quay ngu nhiên mt ln đc đúng s cn gi.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
9
Gii: Gi A là bin c “quay ngu nhiên mt ln đc đúng s cn gi”. S các trng hp
có th là s các cp hai ch s khác nhau t 10 ch s t 0 đn 9. Nó bng s các chnh hp 10
chp 2. Vy s các trng hp có th là
90910
2
10
=⋅=A . S các trng hp thun li ca
A là
1. Do đó
90
1
)( =AP .
Ví d 1.9: Mt công ty cn tuyn 2 nhân viên. Có 6 ngi np đn trong đó có 4 n và 2
nam. Gi s kh nng trúng tuyn ca c 6 ngi là nh nhau. Tính xác sut bin c:
a. Hai ngi trúng tuyn là nam
b. Hai ngi trúng tuyn là n
c. Có ít nht 1n trúng tuyn.
Gii: S trng hp có th
2
6
15CΩ= = .
a. Ch có 1 trng hp c 2 nam đu trúng tuyn do đó xác sut tng ng là
15/1=P
.
b. Có
6
2
4
=C cách chn 2 trong 4 n, vy xác sut tng ng 15/6
=P .
c. Trong 15 trng hp có th ch có 1 trng hp c 2 nam đc chn, vy có 14 trng
hp ít nht 1 n đc chn. Do đo xác sut tng ng
15/14
=P
.
1.2.3. nh ngha thng kê v xác sut
nh ngha xác sut theo c đin trc quan, d hiu. Tuy nhiên khi s các kt qu có th vô
hn hoc không đng kh nng thì cách tính xác sut c đin không áp dng đc.
Gi s phép th
C có th đc thc hin lp li nhiu ln đc lp trong nhng điu kin
ging ht nhau. Nu trong
n ln thc hin phép th C , bin c A xut hin )( Ak
n
ln thì t s
n
Ak
Af
n
n
)(
)( =
đc gi là tn sut xut hin ca bin c
A
trong n phép th.
Ngi ta chng minh đc (đnh lý lut s ln) khi
n tng lên vô hn thì )(Af
n
tin đn
mt gii hn xác đnh. Ta đnh ngha gii hn này là xác sut ca bin c
A , ký hiu )(AP .
)(lim)( AfAP
n
n
∞→
= (1.4)
Trên thc t )( AP đc tính xp x bi tn sut )(Af
n
khi n đ ln.
Ví d 1.10: Mt công ty bo him mun xác đnh xác sut đ mt ngi M 25 tui s b
cht trong nm ti, ngi ta theo dõi 100.000 thanh niên và thy rng có 798 ngi b cht trong
vòng 1 nm sau đó. Vy xác sut cn tìm xp x bng 0,008.
Ví d 1.11: Thng kê cho thy tn sut sinh con trai xp x 0,513. Vy xác sut đ bé trai ra
đi ln hn bé gái.
Nhn xét: nh ngha xác sut theo thng kê khc phc đc hn ch ca đnh ngha c
đin, nó hoàn toàn da trên các thí nghim quan sát thc t đ tìm xác sut ca bin c. Tuy nhiên
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
10
đnh ngha thng kê v xác sut cng ch áp dng cho các phép th mà có th lp li đc nhiu
ln mt cách đc lp trong nhng điu kin ging ht nhau. Ngoài ra đ xác đnh mt cách tng
đi chính xác giá tr ca xác sut thì cn tin hành mt s
n đ ln ln các phép th, mà vic này
đôi khi không th làm đc vì hn ch v thi gian và kinh phí.
Ngày nay vi s tr giúp ca công ngh thông tin, ngi ta có th mô phng các phép th
ngu nhiên mà không cn thc hin các phép th trong thc t. iu này cho phép tính xác sut
theo phng pháp thng kê thun tin hn.
1.2.4. nh ngha xác sut theo hình hc
nh ngha 1.3: Gi s không gian mu
Ω
có th biu din tng ng vi mt min nào
đó có din tích (th tích, đ dài) hu hn và bin c
A
tng ng vi mt min con ca
Ω
thì
xác sut ca bin c
A đc đnh ngha:
Ω
=
)(
tÝch diÖn
tÝch diÖn A
AP
.
Ví d 1.12: Hai ngi bn hn gp nhau mt
đa đim trong khong thi gian t 12h đn 13h. Mi
ngi có th đn đim hn mt cách ngu nhiên ti
mt thi đim trong khong thi gian nói trên và h
quy c rng ai đn trc thì ch đi ngi kia trong
vòng 15 phút. Tính xác sut đ hai ngi gp nhau.
Gii: Gi s
y
x,
là thi đim ngi th nht
và th hai đn đim hn thì
600 ≤≤ x , 600
≤≤ y .
Vy mi cp thi đim đn
);( yx là mt đim
ca hình vuông
[ ]
2
60,0=Ω .
Gi
A là bin c hai ngi gp nhau thì
{ }
15);( ≤−Ω∈= yxyxA
{ }
1515);( +≤≤+−Ω∈= xyxyx
.
16
7
16
9
1
60
45
1
)(
2
2
=−=−=
Ω
=⇒
tÝch diÖn
tÝch diÖn A
AP
.
1.2.6. Các tính cht và đnh lý xác sut
1.2.6.1. Các tính cht ca xác sut
Các đnh ngha trên ca xác sut tho mãn các tính cht sau:
1. Vi mi bin c
A :
1)(0
≤≤ AP . (1.5)
2. Xác sut ca bin c không th bng 0, xác sut ca bin c chc chn bng 1.
() 0, ( ) 1PP
φ =Ω= (1.6)
A
15
60
x
O
15
60
y
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
11
1.2.6.2. Qui tc cng xác sut
a. Trng hp xung khc
Nu
BA, là hai bin c xung khc thì
)()()( BPAPBAP
+=∪ . (1.7)
Tng quát hn, nu
{}
n
AAA ,...,,
21
là dãy các bin c xung khc tng đôi mt thì
∑
=
=
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
n
i
i
n
i
i
APAP
1
1
)(
∪
. (1.7)’
T công thc (1.6) và (1.7)’ ta có h qu: Nu
{ }
n
AAA ,...,,
21
là mt h đy đ thì
1)(
1
=
∑
=
n
i
i
AP
(1.8)
b. Trng hp tng quát
̇ Nu
BA, là hai bin c bt k thì
)()()()( ABPBPAPBAP
−+=∪ (1.9)
̇ Nu
CBA ,, là ba bin c bt k thì
)()()()()()()()( ABCPCAPBCPABPCPBPAPCBAP +
−−−++=∪∪ (1.9)’
̇ Nu
{}
n
AAA ,...,,
21
là dãy các bin c bt k
)...()1()()()(
21
1
1
1
n
n
kji
kji
ji
ji
n
i
i
n
i
i
AAAPAAAPAAPAPAP
−
<<<=
=
−+−+−=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
∑∑∑
∪
. (1.9)”
Ví d 12: Mt lô hàng có 25% sn phm loi I, 55% sn phm loi II và 20% sn phm loi
III. Sn phm đc cho là đt cht lng nu thuc loi I hoc loi II. Chn ngu nhiên 1 sn
phm tìm xác sut đ sn phm này đt tiêu chun cht lng.
Gii: Gi
321
,, AAA ln lt là bin c sn phm đc chn thuc loi I, II, III. Ba bin c
này xung khc tng đôi mt.
25,0)(
1
=AP , 55,0)(
2
=AP , 20,0)(
3
=AP . Gi A là bin c sn
phm đc chn đt tiêu chun cht lng. Vy
21
AAA ∪
= .
8,055,025,0)()()(
21
=+=+= APAPAP
.
Áp dng công thc (1.8) cho h đy đ
{ }
AA, ta đc quy tc xác sut bin c đi
1.2.6.3. Quy tc xác sut ca bin c đi
Vi mi bin c
A
)(1)( APAP −=
. (1.10)
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
12
1.2.5. Nguyên lý xác sut ln, xác sut nh
Mt bin c không th có xác sut bng 0. Tuy nhiên mt bin c có xác sut bng 0 vn có
th xy ra trong mt s ln các phép th. Qua thc nghim và quan sát thc t, ngi ta thy rng
các bin c có xác sut nh s không xy ra khi ta ch thc hin mt phép th hay mt vài phép
th. T đó ta tha nhn nguyên lý sau đây, gi là “Nguyên lý xác su
t nh”: Nu mt bin c có
xác sut rt nh thì thc t có th cho rng trong mt phép th bin c đó s không xy ra.
Chng hn mi chic máy bay đu có mt xác sut rt nh b xy ra tai nn. Nhng trên
thc t ta vn không t chi đi máy bay vì tin tng rng trong chuyn bay ta đi s kin máy bay
ri không xy ra.
Hi
n nhiên vic quy đnh mt mc xác sut th nào đc gi là nh s ph thuc vào tng
bài toán c th. Chng hn nu xác sut đ máy bay ri là 0,01 thì xác sut đó cha th đc coi
là nh. Song nu xác sut mt chuyn tàu khi hành chm là 0,01 thì có th coi rng xác sut này
là nh.
Mc xác sut nh này đc gi là mc ý ngha. Nu
α
là mc ý ngha thì s
αβ
−= 1 gi
là đ tin cy. Khi da trên nguyên lý xác sut nh ta tuyên b rng: “Bin c
A có xác sut nh
(tc là
α
≤)(AP ) s không xy ra trên thc t” thì đ tin cy ca kt lun trên là
β
. Tính đúng
đn ca kt lun ch xy ra trong
%100
β
⋅ trng hp.
Tng t nh vy ta có th đa ra “Nguyên lý xác sut ln”: “Nu bin c
A có xác sut
gn bng 1 thì trên thc t có th cho rng bin c đó s xy ra trong mt phép th”. Cng nh
trên, vic quy đnh mt mc xác sut th nào đc gi là ln s tùy thuc vào tng bài toán c
th.
1.3. XÁC SUT CÓ IU KIN
1.3.1. nh ngha cà các tính cht ca xác sut có điu kin
Xác sut ca bin c
B đc tính trong điu kin bit rng bin c A đã xy ra đc gi
là xác sut ca
B vi điu kin A . Ký hiu
( )
ABP .
Tính cht
Ü Nu
0)( >AP
thì
()
)(
)(
AP
ABP
ABP =
. (1.11)
Ü Khi c đnh
A vi 0)( >AP thì xác sut có điu kin
( )
ABP có tt c các tính cht
ca xác sut thông thng (công thc (1.5)-(1.10)”) đi vi bin c
B .
Chng hn:
( )
()()( ) ( ) ( )
ABBPABPABPABBPABPABP
212121
,1 −+=∪−= .
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
13
Ví d 13: Gieo đng thi hai con xúc xc cân đi. Tính xác sut đ tng s nt xut hin
trên hai con xúc xc
10≥ bit rng ít nht mt con đã ra nt 5.
Gii: Gi
A là bin c " ít nht mt con ra nt 5".
()
2
511
() 1 1
636
PA P A
⎛⎞
=− =− =
⎜⎟
⎝⎠
.
Gi
B là bin c "tng s nt trên hai con
10≥
"
Bin c
AB
có 3 kt qu thun li là (5,6), (6,5), (5,5).
Vy
()
3
3113
()
36 36 11
36
PAB PBA=⇒ = =
.
1.3.2. Quy tc nhân xác sut
1.3.2.1. Trng hp đc lp:
̇ Nu
BA, là hai bin c đc lp thì
)()()( BPAPABP
= . (1.12)
̇ Nu
{}
n
AAA ,...,,
21
là càc bin c đc lp thì
()( ) ( ) ( )
nn
APAPAPAAAP ......
2121
= . (1.13)
1.3.2.2. Trng hp tng quát:
̇
( )
ABPAPABP )()( = (1.14)
̇
()
()
()
( ) ( )
12 1 2 1 3 12 12 1
... ... ...
nnn
PAA A PA PA A PA AA PA AA A
−
= . (1.15)
Ví d 1.14: Túi I cha 3 bi trng, 7 bi đ, 15 bi xanh.
Túi II cha 10 bi trng, 6 bi đ, 9 bi xanh.
T mi túi ly ngu nhiên 1 bi. Tìm xác sut đ 2 bi đc rút t 2 túi là cùng màu.
Gii: Gi
xđt
AAA ,, ln lt là bin c bi đc rút t túi I là trng, đ, xanh.
xđt
BBB ,, ln lt là bin c bi đc rút t túi II là trng, đ, xanh.
Các bin c
xđt
AAA ,, đc lp vi các bin c
xđt
BBB ,, . Vy xác sut đ 2 bi đc
rút cùng mu là
()( ) ( ) ( )
tt đđ xx tt đđ xx
PAB AB AB PAB PAB PAB∪∪ = + +
( ) ( ) ( ) ( ) ( )( )
tt đđ xx
PA PB PA PB PA PB=+ +
331,0
625
207
25
9
25
15
25
6
25
7
25
10
25
3
≈=++=
.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
14
Ví d 1.15: Mt th kho có mt chùm chìa khóa gm 9 chic, b ngoài chúng ging ht
nhau nhng trong đó ch có đúng 2 chic m đc kho. Anh ta th ngu nhiên tng chìa (chìa nào
không trúng thì b ra). Tính xác sut đ m đc kho ln th ba.
Gii: Ký hiu
i
A là bin c "th đúng chìa ln th i". Vy xác sut cn tìm là
()()
()
()
123 1 2 1 312
762 1
987 6
PAAA PA PA A PA AA===
.
1.3.3. Công thc xác sut đy đ
nh lý 1.3: Nu
{ }
12
, , ...,
n
AA A là mt h đy đ các bin c. Vi mi bin c B ca
cùng mt phép th, ta có
()
1
() ( )
n
ii
i
PB PA P B A
=
=
∑
(1.16)
1.3.4. Công thc Bayes
nh lý 1.4: Nu
{ }
12
, , ...,
n
A AA là mt h đy đ các bin c. Vi mi bin c B ca
cùng mt phép th sao cho
0)( >BP ta có :
()
( )
()
1
()
()
()
()
kk
k
k
n
ii
i
PA PB A
PAB
PA B
PB
PA PB A
=
==
∑
. (1.17)
Gii thích: Trong thc t các xác sut
{ }
12
( ), ( ), ..., ( )
n
PA PA PA đã bit và đc gi là
các xác sut tin nghim. Sau khi quan sát bit đc bin c
B xy ra, các xác sut ca
k
A đc
tính trên thông tin này (xác sut có điu kin
( )
BAP
k
) đc gi là xác sut hu nghim. Vì vy
công thc Bayes còn đc gi là công thc xác sut hu nghim.
Ví d 1.16: Mt trm ch phát hai tín hiu A và B vi xác sut tng ng 0,85 và 0,15. Do
có nhiu trên đng truyn nên 1/7 tín hiu A b méo và thu đc nh tín hiu B còn 1/8 tín hiu
B b méo và thu đc nh A.
a. Tìm xác sut thu đc tín hiu A.
b. Gi s đã thu đc tín hiu A. Tìm xác sut thu đ
c đúng tín hiu lúc phát.
Gii: Gi là
A bin c "phát tín hiu A" và
B là bin c "phát tín hiu B". Khi đó
{ }
BA,
là h đy đ. Gi là
A
T bin c "thu đc tín hiu A" và là
B
T bin c "thu đc tín hiu B".
() ()
8
1
,
7
1
;15,0)(,85,0)( ==== BTPATPBPAP
AB
.
a. Áp dng công thc xác sut đy đ ta có xác sut thu đc tín hiu A:
()
() ()
7473,0
8
1
15,0
7
6
85,0)()( =×+×=+= BTPBPATPAPTP
AAA
.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
15
b. Áp dng công thc Bayes ta có
()
()
()
975,0
7473,0
7
6
85,0
)(
=
×
==
A
A
A
TP
ATPAP
TAP
.
Ví d 1.17: Ngi ta dùng mt thit b đ kim tra mt loi sn phm nhm xác đnh sn
phm có đt yêu cu không. Bit rng sn phm có t l ph phm là
%p . Thit b có kh nng
phát hin đúng sn phm là ph phm vi xác sut
α
và phát hin đúng sn phm đt cht lng
vi xác sut
β
. Kim tra ngu nhiên mt sn phm, tìm xác sut sao cho sn phm này:
a. c kt lun là ph phm (bin c
A ).
b. c kt lun là đt cht lng thì li là ph phm.
c. c kt lun đúng vi thc cht ca nó.
Gii: Gi H là bin c “sn phm đc chn là ph phm”. Theo gi thit ta có:
()
()
() , ,PH p P AH P A H
α β
== =.
a. Áp dng công thc đy đ cho h đy đ
{ }
,HH ta có:
()
( ) ( )
() ( ) (1 )(1 )PA PHP AH PH P AH p p
α β
= +=+−−.
b.
()
()
()
(1 )
(1 ) (1 )
PHA
p
PH A
p p
PA
α
α β
−
==
−+−
.
c.
()
( )
( )
( )
( )
() (1 )PAHPAH PHPAHPHPAH p p
α β
+= + =+−.
1.4. DÃY PHÉP TH BERNOULLI
Dãy các phép th lp li, đc lp, trong mi phép th ch có 2 kt cc:
A ,
A
và xác sut
xut hin ca bin c
A không đi )10(,)(
<<= ppAP đc gi là dãy phép th Bernoulli.
p là xác sut thành công trong mi ln th.
Kí hiu
k
H là bin c "
A xut hin ra đúng k ln trong n phép th".
t
)();(
kn
HPpkP = .
nh lý 1.1:
nkppCpkP
knkk
nn
,...,1,0;)1();( =−=
−
. (1.18)
Chng minh:
k
H là tng ca
k
n
C các bin c xung khc tng đôi nhn đc bng cách
hoán v các ch
A và A trong bin c tích sau:
lÇn lÇn knk
AAAA
−
......
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
16
Mi bin c này có xác sut
knk
knk
ppAAAAP
−
−
−= )1()......(
lÇn lÇn
.
Vy
knkk
nn
ppCpkP
−
−= )1();( .
nh lý 1.2:
(i).
);1(
)1(
);( pkP
kq
pkn
pkP
nn
−
+−
=
(1.19)
(ii). Khi
k tng t 0 đn n thì );( pkP
n
mi đu tng sau đó gim và đt giá tr ln nht
ti
mk = tho mãn:
pnmpn )1(1)1(
+≤≤−+ (1.20)
Nh vy,
̇ Khi
pn )1( + không nguyên thì
[ ]
pnm )1( += (là phn nguyên ca pn )1( + ).
̇ Khi
pn )1( + nguyên thì 1)1(
−+= pnm hoc pnm )1( +=
);();1(
max
pmPpmPP
nn
=−= (1.20)’
Chng minh:
kq
pkn
qp
knk
n
qp
knk
n
pkP
pkP
knk
knk
n
n
)1(
)!1()!1(
!
)!(!
!
);1(
);(
11
+−
=
+−−
−
=
−
+−−
−
, t đó có (1.19).
(1.19)
pkn
pk
pkP
pkP
n
n
)(
)1)(1(
);1(
);(
−
−+
=
+
⇒
. Do đó
pnk
pkP
pkP
n
n
)1(11
);1(
);(
+<+⇔<
+
.
Vy
);1();( pkPpkP
nn
+< khi 1)1( −+< pnk
⇒ );();( pmPpkP
nn
< ∀ 1)1( −+< pnk .
và
);1();( pkPpkP
nn
+> khi pnk )1( +≥
⇒ );();( pmPpkP
nn
< ∀ pnk )1( +> ,
trong đó
m là s t nhiên tha mãn pnmpn )1(1)1(
+≤≤−+ .
Khi
pnm )1( += thì
()
1
1)1(
)1)(1(
);(
);1(
=
++−
−+
=
−
ppnn
ppn
pmP
pmP
n
n
);();1( pmPpmP
nn
=−⇒ .
nh ngha 1.1:
m xác đnh bi công thc (1.20) hoc (1.20)’ đc gi là giá tr chc
chn nht ca s thành công hay giá tr có kh nng xy ra ln nht.
);( pmP
n
là s hng trung
tâm ca phân b nh thc.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
17
Ví d 1.19: Tín hiu thông tin đc phát đi 3 ln đc lp nhau. Xác sut thu đc mi ln là
0.4.
a) Tìm xác sut đ ngun thu nhn đc thông tin đúng 2 ln.
b) Tìm xác sut đ ngun thu nhn đc thông tin đó.
c) Nu mun xác sut thu đc tin
9,0≥ thì phi phát đi ít nht bao nhiêu ln.
Gii: Có th xem mi ln phát tin là mt phép th Bernoulli mà s thành công ca phép th
là ngun thu nhn đc tin, theo gi thit xác sut thành công ca mI ln th là 0,4. Vy:
a) Xác sut đ ngun thu nhn đc thông tin đúng 2 ln là
( ) ( )
288,06,04,0)4,0;3(
2
2
32
== CP .
b) Xác sut đ ngun thu nhn đc thông tin là
( )
784,06,01
3
=−=P .
c) Xác sut đ ngun thu nhn đc thông tin khi phát
n
ln là
()
n
P 6,01−= .
Vy nu mun xác sut thu đc tin
9,0≥
thì phi phát đi ít nht n ln sao cho:
() ()
( )
()
504,4
778,01
1
6,0lg
1,0lg
1,06,09,06,01 =
=−
−
=≥⇔≤⇔≥− n
nn
. Chn 5=n .
TÓM TT
Phép th
Trong thc t ta thng gp nhiu thí nghim, quan sát mà các kt qu ca nó không th d
báo trc đc. Ta gi chúng là các phép th ngu nhiên. Mi kt qu ca phép th
C đc gi
là mt bin c s cp. Tp hp tt c các bin c s cp ca phép th đc gi là không gian mu,
ký hiu
Ω .
Bin c
Mi bin c
A đc đng nht vi mt tp con ca không gian mu Ω bao gm các kt
qu thun li đi vi
A .
Xác sut
Xác sut ca mt bin c là mt con s đc trng kh nng khách quan xut hin bin c đó
khi thc hin phép th.
nh ngha c đin v xác sut
Xác sut ca bin c
A
là
thÓ cã hîptr−êng sè
víièi lîi thuËn hîptr−êng sè A
AP
đ
)( =
nh ngha thng kê v xác sut
Xác sut ca bin c
A là
n
Ak
AfAP
n
n
)(
)()( =≈
trong đó )(Ak
n
s ln xut hin bin
c
A trong n phép th.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
18
Nguyên lý xác sut nh
Nu mt bin c có xác sut rt nh thì thc t có th cho rng trong mt phép th bin c
đó s không xy ra.
Nguyên lý xác sut ln
Nu bin c A có xác sut gn bng 1 thì trên thc t có th cho rng bin c đó s xy ra
trong mt phép th.
Quan h kéo theo
Bin c A kéo theo bin c B , ký hiu BA ⊂ , nu A xy ra thì B xy ra.
Quan h bin c đi
A
là bin c đi ca A . A xy ra khi và ch khi
A
không xy ra.
Tng ca hai bin c
Bin c
BA ∪ tng ca hai bin c BA, xy ra khi và ch khi có ít nht A hoc B xy ra.
Bin c tng
∪
n
i
i
A
1=
ca mt dãy các bin c
{ }
n
AAA ,...,,
21
xy ra khi có ít nht mt trong
các bin c
i
A xy ra.
Tích ca hai bin c
Bin c
AB ca hai bin c BA, xy ra khi và ch khi c hai bin c A , B cùng xy ra.
Bin c tích
∏
=
n
i
i
A
1
ca dãy các bin c
{ }
n
AAA ,...,,
21
xy ra khi tt c các bin c
i
A
cùng xy ra.
Bin c xung khc
Hai bin s
BA, gi là xung khc nu AB là bin c không th.
H đy đ các bin c
Dãy các bin c
n
AAA ,...,,
21
đc gi là mt h đy đ các bin c nu chúng xung khc
tng đôi mt và tng ca chúng là bin c chc chc.
Tính đc lp ca các bin c
Hai bin c
A và B đc gi là đc lp vi nhau nu vic xy ra hay không xy ra bin c
này không nh hng ti vic xy ra hay không xy ra bin c kia.
Tng quát các bin c
n
AAA ,...,,
21
đc gi là đc lp nu vic xy ra hay không xy ra
ca mt nhóm bt k
k bin c, trong đó nk
≤≤1 , không làm nh hng ti vic xy ra hay
không xy ra ca các bin c còn li.
Qui tc cng
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
19
Trng hp xung khc: )()()( BPAPBAP +=∪ ;
∑
=
=
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
n
i
i
n
i
i
APAP
1
1
)(
∪
.
Trng hp tng quát
)()()()( ABPBPAPBAP
−+=∪
)()()()()()()()( ABCPCAPBCPABPCPBPAPCBAP +
−−−++=∪∪
)...()1()()()(
21
1
1
1
n
n
kji
kji
ji
ji
n
i
i
n
i
i
AAAPAAAPAAPAPAP
−
<<<=
=
−+−+−=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
∑∑∑
∪
.
Quy tc xác sut ca bin c đi
)(1)( APAP −= .
Xác sut có điu kin
Xác sut ca bin c
B đc tính trong điu kin bit rng bin c A đã xy ra đc gi là
xác sut ca
B
vi điu kin
A
, ký hiu
( )
ABP .
Quy tc nhân
Trng hp đc lp:
)()()( BPAPABP = .
( ) ( ) ( ) ( )
nn
APAPAPAAAP ......
2121
= .
Trng hp không đc lp:
()
ABPAPABP )()( = ;
()
()
( )
( ) ( )
12 1 2 1 3 12 12 1
... ... ...
nnn
PAA A PA PA A PA AA PA AA A
−
= .
Công thc xác sut đy đ
Gi s
{ }
12
, , ...,
n
AA A là mt h đy đ . Vi mi bin c B ta có:
()
1
() ( )
n
ii
i
PB PA P B A
=
=
∑
.
Công thc Bayes
Nu
{ }
12
, , ...,
n
AA A là mt h đy đ và vi mi bin c
B
sao cho
0)( >BP
ta có :
()
( )
()
1
()
()
()
()
kk
k
k
n
ii
i
PA PB A
PAB
PA B
PB
PA PB A
=
==
∑
.
Dãy phép th Bernoulli
Dãy các phép th lp li, đc lp, trong mi phép th ch có 2 kt cc:
A ,
A
và xác sut
xut hin ca bin c
A không đi )10(,)( <<= ppAP đc gi là dãy phép th Bernoulli.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
20
Khi
[]
pnm )1( +=
thì
mnmm
nn
ppCpmP
−
−= )1();( đt giá tr ln nht. Gi m là giá tr
có kh nng xy ra ln nht ca dãy phép th Bernoulli.
CÂU HI ÔN TP VÀ BÀI TP
1.1 Ta có th có hai không gian mu
Ω các bin c s cp cho cùng mt phép th C ?
úng Sai .
1.2 Các bin c
A
và BA∪ là xung khc.
úng Sai .
1.3 Hai bin c
A và
B xung khc thì )()()( BPAPBAP +=∪ .
úng Sai .
1.4 Thông tin liên quan đn vic xut hin bin c
B làm tng xác sut ca bin c A , tc là
)()( APBAP ≥ ?
úng Sai .
1.5 Hai bin c xung khc là hai bin c đc lp.
úng Sai .
1.6 Các bin c đi ca hai bin c đc lp cng là đc lp.
úng Sai .
1.7 Xác sut ca tng hai bin c đc lp bng tng xác sut ca hai bin c này.
úng Sai .
1.8 Xác sut ca tích 2 bin c xung khc bng tích 2 xác sut.
úng Sai .
1.9
H 2 bin c
{ }
AA, là h đy đ.
úng Sai .
1.10 Cho
{}
dcba ,,,=Ω trong đó các bin c s cp là đng kh nng. Bin c
{ }
baA ,= và
{}
caB ,=
là ph thuc vì chúng cùng xy ra khi bin c s cp a xy ra.
úng Sai .
1.11 Trong mt hòm đng 10 chi tit đt tiêu chun và 5 chi tit là ph phm. Ly đng thi 3
chi tit. Tính xác sut:
a) C 3 chi tit ly ra thuc loi đt tiêu chun.
b) Trong s 3 chi tit ly ra có 2 chi tit đt tiêu chun.
1.12 Thang máy ca mt tòa nhà 7 tng xut phát t tng mt vi 3 khách. Tìm xác sut đ:
a) Tt c cùng ra t
ng bn.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
21
b) Tt c cùng ra mt tng
c) Mi ngi ra mt tng khác nhau.
1.13 Mt ngi gi đin thoi cho bn nhng li quên mt 3 ch s cui và ch nh rng chúng
khác nhau. Tìm xác sut đ ngi đó quay s mt ln đc đúng s đin thoi ca bn.
1.14 Ta kim tra theo th t mt lô hàng có 10 s
n phm. Mi sn phm thuc mt trong hai loi:
Tt hoc Xu. Ký hiu
k
A (
10,1=k ) là bin c ch sn phm kim tra th k thuc loi xu.
Biu din các bin c sau theo
k
A :
a) C 10 sn phm đu xu.
b) Có ít nht mt sn phm xu.
c) Có 6 sn phm kim tra đu là tt, các sn phm còn li là xu.
d) Có 6 sn phm kim tra đu là xu.
1.15 Hai ngi cùng bn vào mt mc tiêu. Kh nng bn trúng ca tng ngi là 0,8 và 0,9.
Tìm xác sut:
a) Ch có mt ngi bn trúng mc tiêu.
b)
Có ngi bn trúng mc tiêu.
c) C hai ngi bn trt.
1.16 C cu cht lng sn phm ca nhà máy nh sau: 40% sn phm là loi I, 50% sn phm là
loi II, còn li là ph phm. Ly ngu nhiên mt sn phm ca nhà máy. Tính xác sut sn
phm ly ra là ph phm.
1.17 Có 1000 vé s trong đó có 20 vé trúng thng. Mt ngi mua 30 vé, tìm xác sut đ ngi
đó trúng 5 vé.
1.18 đc nhp kho, sn phm ca nhà máy phi qua 3 vòng kim tra cht lng đc lp nhau.
Xác sut phát hin ra ph phm các vòng ln lt theo th t là 0,8; 0,9 và 0,99. Tính xác
sut ph phm đc nhp kho.
1.19 Mt th kho có mt chùm chìa khóa gm 9 chic trông ging ht nhau trong đó ch có mt
chic m đc kho. Anh ta th ngu nhiên tng chìa khóa mt, chic nào đc th
thì không
th li. Tính xác sut anh ta m đc ca ln th th 4.
1.20 Mt lô hàng có 9 sn phm. Mi ln kim tra cht lng ly ngu nhiên 3 sn phm. Sau
khi kim tra xong tr li vào lô hàng. Tính xác sut đ sau 3 ln kim tra lô hàng, tt c các
sn phm đu đc kim tra.
1.21 Mt nhà máy ôtô có ba phân xng I, II, III cùng sn xut ra mt loi pít-tông. Phân xng
I, II, III sn xu
t tng ng 36%, 34%, 30% sn lng ca nhà máy, vi t l ph phm
tng ng là 0,12; 0,1; 0,08.
a) Tìm t l ph phm chung ca nhà máy.
b) Ly ngu nhiên mt sn phm kim tra và đc sn phm là ph phm. Tính xác sut đ
ph phm đó là do phân xng I, II, III sn xut.
Chng 1: Các khái nim c bn v xác sut
22
1.22 Có bn nhóm x th tp bn. Nhóm th nht có 5 ngi, nhóm th hai có 7 ngi, nhóm th
ba có 4 ngi và nhóm th t có 2 ngi. Xác sut bn trúng đích ca mi ngi trong nhóm
th nht, nhóm th hai, nhóm th ba và nhóm th t theo th t là 0,8; 0,7; 0,6 và 0,5. Chn
ngu nhiên mt x th và bit rng x th này bn trt. Hãy xác đnh xem x th này có kh
nng trong nhóm nào nht.
1.23 Bn hai ln đc lp vi nhau mi ln mt viên đn vào cùng mt bia. Xác sut trúng đích ca
viên đn th nht là
7,0 và ca viên đn th hai là 4,0 . Tìm xác sut đ ch có mt viên đn
trúng bia (bin c A). Sau khi bn, quan trc viên báo có mt vt đn bia. Tìm xác sut đ
vt đn đó là vt đn ca viên đn th nht.
1.24 Mt nhà máy sn xut mt chi tit ca đin thoi di đng có t l sn phm đt tiêu chun
cht lng là 85%. Trc khi xut xng ngi ta dùng mt thi
t b kim tra đ kt lun sn
phm có đt yêu cu cht lng hay không. Thit b có kh nng phát hin đúng sn phm đt
tiêu chun vi xác sut là 0,9 và phát hin đúng sn phm không đt tiêu chun vi xác sut
là 0,95. Tìm xác sut đ 1 sn phm đc chn ngu nhiên sau khi kim tra:
a) c kt lun là đt tiêu chun.
b) c kt lu
n là đt tiêu chun thì li không đt tiêu chun.
c) c kt lun đúng vi thc cht ca nó.
Chng 2: Bin ngu nhiên và các đc trng ca chúng
23
CHNG II: BIN NGU NHIÊN VÀ CÁC C
TRNG CA CHÚNG
PHN GII THIU
Trong chng này ta kho sát các bin c gn vi các giá tr nào đó, khi các giá tr này thay
đi ta đc các bin ngu nhiên.
Khái nim bin ngu nhiên (còn đc gi là đi lng ngu nhiên) và các đc trng ca
chúng là nhng khái nim rt quan trng ca lý thuyt xác sut.
i vi bin ngu nhiên ta ch quan tâm đn vn đ biên ngu nhiên này nhn mt giá tr
nào đó hoc nhn giá tr trong mt kho
ng nào đó vi xác sut bao nhiêu. Nói cách khác biên
ngu nhiên
X có th đc kho sát thông qua hàm phân b xác sut ca nó
{ }
()F xPXx=<
.
Nh vy khi ta bit qui lut phân b xác sut ca mt bin ngu nhiên thì ta đã nm đc toàn b
thông tin v bin ngu nhiên này.
Khi bin ngu nhiên ch nhn các giá tr ri rc thì hàm phân b xác sut hoàn toàn đc
xác đnh bi bng phân b xác sut, đó là bng ghi các giá tr mà bin ngu nhiên nhn vi xác
sut tng ng. Khi bin ngu nhiên nhn giá tr liên tc thì hàm phân b
xác sut đc xác đnh
bi hàm mt đ xác sut.
Ngoài phng pháp s dng hàm phân b đ xác đnh bin ngu nhiên, trong nhiu trng
hp bài toán ch đòi hi cn kho sát nhng đc trng c bn ca bin ngu nhiên.
Các đc trng ca bin ngu nhiên đc chia thành hai loi sau:
¬ Các đc trng cho v trí trung tâm ca bin ngu nhiên nh: K v
ng, Trung v, Mt.
¬ Các đc trng cho đ phân tán ca bin ngu nhiên nh: Phng sai, lch chun, H
s bin thiên, H s bt đi xng và H s nhn.
Trong các bài toán thc t k vng đc s dng di dng li nhun k vng còn phng
sai đ tính mc đ ri ro ca quyt đnh. Trong k thut
đ lch chun biu din sai s ca phép
đo.
Trong chng này ta xét các quy lut phân b xác sut quan trng sau:
- Quy lut nh thc, quy lut này thng gp trong dãy phép th Bernoulli.
- Quy lut Poisson, quy lut này thng gp trong bài toán v quá trình đm s xut
hin bin c A nào đó. Quá trình đn ca các h phc v.
- Quy lut phân b đu, quy lut phân b đu trên mt đon là quy lut phân b xác sut
ca bin ngu nhiên liên tc đng kh nng ly giá tr trong khong đó. Quy lut phân
b đu có ng dng rng trong thng kê toán. Nó có ý ngha to ln trong các bài toán
s dng phng pháp phi tham s.