Вероятность того что хотя бы 1 попадет

Как определить зависимость/независимость событий?

Иногда об этом прямо сказано в условии задачи, но чаще всего приходится проводить самостоятельный анализ. Какого-то однозначного ориентира тут нет, и факт зависимости либо независимости событий вытекает из естественных логических рассуждений.

Задачи на теоремы сложения вероятностей несовместных
и умножения вероятностей независимых событий

Самая настоящая классика теории вероятностей:

Два стрелка сделали по одному выстрелу в мишень. Вероятность попадания для первого стрелка равна 0,8, для второго – 0,6. Найти вероятность того, что:

а) только один стрелок попадёт в мишень;
б) хотя бы один из стрелков попадёт в мишень.

Решение: вероятность попадания/промаха одного стрелка, очевидно, не зависит от результативности другого стрелка.

Рассмотрим события:
– 1-й стрелок попадёт в мишень;
– 2-й стрелок попадёт в мишень.

Найдём вероятности противоположных событий – того, что соответствующие стрелки промахнутся:

а) Рассмотрим событие: – только один стрелок попадёт в мишень. Данное событие состоит в двух несовместных исходах:

1-й стрелок попадёт и2-й промахнётся
или
1-й промахнётся и 2-й попадёт.

На языке алгебры событий этот факт запишется следующей формулой:

Сначала используем теорему сложения вероятностей несовместных событий, затем – теорему умножения вероятностей независимых событий:

– вероятность того, что будет только одно попадание.

б) Рассмотрим событие: – хотя бы один из стрелков попадёт в мишень.

Способ первый: событие состоит в 2-х несовместных исходах: попадёт кто-то один (событие ) или попадут оба стрелка, обозначим последнее событие буквой . Таким образом:

По теореме умножения вероятностей независимых событий:
– вероятность того, что 1-й стрелок попадёт и 2-ой стрелок попадёт.

По теореме сложения вероятностей несовместных событий:
– вероятность хотя бы одного попадания по мишени.

Способ второй: рассмотрим противоположное событие: – оба стрелка промахнутся.

По теореме умножения вероятностей несовместных событий:

Особое внимание обратите на второй способ – в общем случае он более рационален.

Способ третий: события совместны, а значит, их сумма выражает событие «хотя бы один стрелок попадёт в мишень» По теореме сложения вероятностей совместных событий и теореме умножения вероятностей независимых событий:

Выполним проверку: события и (0, 1 и 2 попадания соответственно) образуют полную группу, поэтому сумма их вероятностей должна равняться единице:
, что и требовалось проверить.

Ответ:

При основательном изучении теории вероятностей вам встретятся десятки задач милитаристского содержания, и, что характерно, после этого никого не захочется пристрелить – задачи почти подарочные. А почему бы не упростить ещё и шаблон? Cократим запись:

Решение: по условию: , – вероятность попадания соответствующих стрелков. Тогда вероятности их промаха:

а) По теоремам сложения вероятностей несовместных и умножения вероятностей независимых событий:
– вероятность того, что только один стрелок попадёт в мишень.

б) По теореме умножения вероятностей независимых событий:
– вероятность того, что оба стрелка промахнутся.

Тогда: – вероятность того, что хотя бы один из стрелков попадёт в мишень.

Ответ:

На практике можно пользоваться любым вариантом оформления. Конечно же, намного чаще идут коротким путём, но не нужно забывать и 1-й способ – он хоть и длиннее, но зато содержательнее – в нём понятнее, что, почему и зачем складывается и умножается. В ряде случаев уместен гибридный стиль, когда прописными буквами удобно обозначить лишь некоторые события.

Похожие задачи для самостоятельного решения:

Для сигнализации о возгорании установлены два независимо работающих дат­чика. Вероятности того, что при возгорании датчик сработает, для первого и второго датчиков соответственно равны 0,5 и 0,7. Найти вероятность того, что при пожаре:

а) оба датчика откажут;
б) оба датчика сработают.
в) Пользуясь теоремой сложения вероятностей событий, образующих полную группу, найти вероятность того, что при пожаре сработает только один датчик. Проверить результат прямым вычислением этой вероятности (с помощью теорем сложения и умножения).

Здесь независимость работы устройств непосредственно прописана в условии, что, кстати, является важным уточнением. Образец решения оформлен в академичном стиле.

Как быть, если в похожей задаче даны одинаковые вероятности, например, 0,9 и 0,9? Решать нужно точно так же! (что, собственно, уже продемонстрировано в примере с 2-мя монетами)

Вероятность поражения цели первым стрелком при одном выстреле равна 0,8. Вероятность того, что цель не поражена после выполнения первым и вторым стрелками по одному выстрелу равна 0,08. Какова вероятность поражения цели вторым стрелком при одном выстреле?

Рабочий обслуживает три станка. Вероятность того, что в течение смены первый станок потребует настройки, равна 0,3, второй – 0,75, третий – 0,4. Найти вероятность того, что в течение смены:

а) все станки потребуют настройки;
б) только один станок потребует настройки;
в) хотя бы один станок потребует настройки.

Решение: коль скоро в условии ничего не сказано о едином технологическом процессе, то работу каждого станка следует считать не зависимой от работы других станков.

По аналогии с Задачей №5, здесь можно ввести в рассмотрение события , состоящие в том, что соответствующие станки потребуют настройки в течение смены, записать вероятности , найти вероятности противоположных событий и т.д. Но с тремя объектами так оформлять задачу уже не очень хочется – получится долго и нудно. Поэтому здесь заметно выгоднее использовать «быстрый» стиль:

По условию: – вероятности того, что в течение смены соответствующие станки потребуют настойки. Тогда вероятности того, что они не потребуют внимания:

а) По теореме умножения вероятностей независимых событий:
– вероятность того, что в течение смены все три станка потребуют настройки.

б) Событие «В течение смены только один станок потребует настройки» состоит в трёх несовместных исходах:

1) 1-й станок потребует внимания и 2-й станок не потребует и 3-й станок не потребует
или:
2) 1-й станок не потребует внимания и 2-й станок потребует и 3-й станок не потребует
или:
3) 1-й станок не потребует внимания и 2-й станок не потребует и 3-й станок потребует.

По теоремам сложения вероятностей несовместных и умножения вероятностей независимых событий:

– вероятность того, что в течение смены только один станок потребует настройки.

Думаю, сейчас вам должно быть понятно, откуда взялось выражение

в) Вычислим вероятность того, что станки не потребуют настройки, и затем – вероятность противоположного события:
– того, что хотя бы один станок потребует настройки.

Ответ:

Из трех орудий произвели залп по цели. Вероятность попадания при одном выстреле только из первого орудия равна 0,7, из второго – 0,6, из третьего – 0,8. Найти вероятность того, что: 1) хотя бы один снаряд попадет в цель; 2) только два снаряда попадут в цель; 3) цель будет поражена не менее двух раз.

Стрелок попадает в цель с одной и той же вероятностью при каждом выстреле. Какова эта вероятность, если вероятность хотя бы одного попадания при трех выстрелах равна 0,973.

Решение: обозначим через – вероятность попадания в мишень при каждом выстреле.
и через – вероятность промаха при каждом выстреле.

И таки распишем события:
– при 3-х выстрелах стрелок попадёт в мишень хотя бы один раз;
– стрелок 3 раза промахнётся.

По условию , тогда вероятность противоположного события:

С другой стороны, по теореме умножения вероятностей независимых событий:

– вероятность промаха при каждом выстреле.

В результате:
– вероятность попадания при каждом выстреле.

Ответ: 0,7

Решения и ответы:

Задача 2: Решение:всего: 10 + 6 = 16 пуговиц в коробке.
способами можно извлечь 2 пуговицы из коробки;
способами можно извлечь 2 красные пуговицы;
способами можно извлечь 2 синие пуговицы.
По классическому определению:
– вероятность того, что из коробки будут извлечены две красные пуговицы;
– вероятность того, что из коробки будут извлечены две синие пуговицы.
По теореме сложения вероятностей несовместных событий:
– вероятность того, что из коробки будут извлечены две одноцветные пуговицы.
Ответ: 0,5

Задача 4: Решение: рассмотрим события: – из 1-й, 2-й и 3-й урны соответственно будет извлечён белый шар. По классическому определению вероятности:

вероятности:

Тогда вероятности извлечения чёрного шара из соответствующих урн равны:

а) Рассмотрим событие: – из каждой урны будет извлечено по 1-му белому шару.
Данное событие выражается в виде произведения (из 1-й урны будет извлечён БШ и из 2-ой урны будет извлечён БШ и из 3-й урны будет извлечён БШ).
По теореме умножения вероятностей независимых событий:

б) Рассмотрим событие – из каждой урны будет извлечено по 1-му чёрному шару.
По теореме умножения вероятностей независимых событий:

Рассмотрим событие – все три шара будут одного цвета. Данное событие состоит в двух несовместных исходах: (будут извлечены 3 белых или 3 чёрных шара)
По теореме сложения вероятностей несовместных событий:

Задача 6: Решение:рассмотрим следующие события:
– при возгорании сработает 1-й датчик;
– при возгорании сработает 2-й датчик.
По условию:
Вычислим вероятности противоположных событий:

а) Рассмотрим событие: – при пожаре оба датчика откажут.
По теореме умножения вероятностей независимых событий:

б) Рассмотрим событие: – при пожаре оба датчика сработают.
По теореме умножения вероятностей независимых событий:

в) Рассмотрим событие: – при пожаре сработает только один датчик.
События образуют полную группу, следовательно:

Проверим результат с помощью прямого вычисления. Событие состоит в 2-х несовместных исходах: 1-й датчик сработает и 2-й откажет или 1-ый откажет и 2-й сработает. Таким образом: .
По теоремам сложения вероятностей несовместных и умножения вероятностей независимых событий:

Задача 7: Решение: по условию: – вероятность поражения цели первым стрелком при одном выстреле. Тогда вероятность его промаха:

Обозначим через – вероятности попадания и промаха 2-го стрелка.
По теореме умножения вероятностей независимых событий:
– вероятность того, что оба стрелка промахнутся.
По условию , таким образом:

В результате:
Ответ: 0,6

Задача 9: Решение: по условию – вероятности попадания в цель из соответствующих орудий. Тогда соответствующие вероятности промаха:

1) По теореме умножения вероятностей независимых событий:
– вероятность того, что будет три промаха.
Тогда: – вероятность того, что хотя бы один снаряд попадет в цель.

2) Событие «только два снаряда попадут в цель» состоит в трёх несовместных исходах:
попадание из 1-го и 2-го орудий и промах из 3-го или
попадание из 1-го и промах из 2-го и попадание из 3-го орудия или
промах из 1-го и попадание из 2-го и 3-го орудий.
По теоремам сложения вероятностей несовместных и умножения вероятностей независимых событий:

– вероятность того, что только два снаряда попадут в цель.

3) По теореме умножения вероятностей независимых событий:
– вероятность того, что все три снаряда попадут в цель.
По теореме сложения вероятностей несовместных событий:
– вероятность того, что цель будет поражена не менее двух раз

20. Вероятность появления хотя бы одного события

В жизни, производстве часто возникают такие ситуации, когда нужно вычислить вероятность появления хотя бы одного события из некоторого набора возможных событий. Например, если по цели был сделан залп из нескольких орудий, то интерес представляет вероятность того, что цель будет поражена, т. е. что будет хотя бы одно попадание.

Два несовместных события A и называются противоположными, если при эксперименте одно из них обязательно произойдет. Иначе, для противоположных событий справедливы равенства:

, .

Вероятности противоположных событий связаны соотношением

(18.1)

Вероятность появления хотя бы одного из событий A1, A2,…, An равна разности между единицей и вероятности совместного появления противоположных событий:

. (18.2)

Если события A1, A2,…, An независимы и их вероятности одинаковы, т. е. и , то

. (18.3)

Пример 18.1. Вероятности попадания в цель при стрельбе из трех орудий таковы: p1=0,8, p2=0,7, p3=0,9. Найти вероятность хотя бы одного попадания при одном залпе из всех орудий.

Решение. Поскольку вероятности попаданий независимы и q1=1–p1=0,2, q2=1–p2=0,3, q3=1–p3=0,1, то искомая вероятность равна

P(A) = 1–q1q2q3 = 1–0,006 = 0,994.

Пример 18.2. Уличный торговец предлагает прохожим иллюстрированную книгу. Из предыдущего опыта ему известно, что в среднем один из 65 прохожих, которым он предлагает книгу, покупают ее. В течение некоторого промежутка времени он предложил книгу 20 прохожим. Чему равна вероятность того, что он продаст им хотя бы одну книгу?

Решение. Пусть Ai – событие того, что i-й прохожий купит книгу. Вероятность этого события , а противоположного события . Тогда вероятность того, что хотя бы один из 20 прохожих купят книгу, будет равна

.

Пример 18.3. Вероятность того, что при одном выстреле стрелок попадет в цель, равна p=0,4. Сколько выстрелов должен произвести стрелок, чтобы с вероятностью не менее 0,9 он попал в цель хотя бы один раз?

Решение. Вероятность попадания хотя бы один раз при n выстрелах равна:

Где q=1–p. Поскольку P(A)³0,9, то

.

Таким образом, чтобы хотя бы один раз попасть в цель с вероятностью не менее 0,9, стрелок должен произвести не менее 5 выстрелов.

18.1. Отдел маркетинга фирмы проводит опрос для выяснения мнений потребителей по определенному типу продуктов. Известно, что в местности, где проводятся исследования, 10% населения являются потребителями интересующего фирму продукта и могут дать ему квалифицированную оценку. Компания случайным образом отбирает 10 человек из всего населения. Чему равна вероятность того, что, по крайней мере, один человек из них может квалифицированно оценить продукт?

Ответ. .

18.2. Пакеты акций, имеющихся на рынке ценных бумаг, могут дать доход владельцу с вероятностью 0,5 (для каждого пакета). Сколько пакетов акций различных фирм нужно приобрести, чтобы с вероятностью, не меньшей 0,96875, можно было ожидать доход хотя бы по одному пакету акций?

Ответ. Из уравнения получаем, что не менее 5 пакетов.

18.3. Для рыночного исследования необходимо проведение интервью с людьми, которые добираются на работу общественным транспортом. В районе, где проводится исследование, 75% людей добираются на работу общественным транспортом. Если три человека согласны дать интервью, то чему равна вероятность того, что, по крайней мере, один из них добирается на работу общественным транспортом?

Ответ. .

18.4. Модельер, разрабатывающий новую коллекцию одежды к весеннему сезону, создает модели в зеленой, черной и красной цветовой гамме. Вероятность того, что зеленый цвет будет в моде весной, модельер оценивает в 0,3, что черный – в 0,2, а вероятность того, что будет моден красный цвет – в 0,15. Предполагая, что цвета выбираются независимо друг от друга, оцените вероятность того, что цветовое решение коллекции будет удачным хотя бы по одному из выбранных цветов?

18.5. Предположим, что для одной торпеды попасть в цель равна 0,7. Какова вероятность того, что три торпеды потопят корабль, если для потопления корабля достаточно одного попадания в цель?

Ответ. .

Вероятность появления хотя бы одного события

Вероятность появления хотя бы одного события формула

Вероятность наступления события А , заключающийся в появлении хотя бы одного из n независимых в совокупности событий А1, А2,…, Аn определяется по формуле:

$P\left( A \right) = 1 — P\left( \right) = 1 — \cdot\cdot \ldots \cdot$

$\overline > ,\overline > , \ldots ,\overline > $ — вероятности противоположных событий.
Вероятность наступления противоположного события $\overline $ находится по формуле:
Вероятность противоположного события формула1
или

q=1–p

где q — вероятность наступления события, противоположного событию A

Пример 1
В магазине стоят два платёжных автомата. Каждый из них может быть неисправен с вероятностью 0,02 независимо от другого автомата. Найдите вероятность того, что хотя бы один автомат исправен.
Решение
q1 — вероятность неисправности первого платёжного автомата;
q2 — вероятность неисправности второго платёжного автомата.
Искомая вероятность равна:

P=1–0.02·0.02=0.9996

Пример 2

Вероятность попадания в мишень каждым из двух стрелков равна 0,3. Стрелки стреляют по очереди, причем каждый должен сделать по два выстрела. Попавший в мишень первым получает приз. Найти вероятность того, что стрелки получат приз.

Решение

А — «стрелки получат приз». Из условия задачи вероятность попадания равна р=0.3, следовательно вероятность их промаха

q=1–р=1–0,3=0,7

Отсюда искомая вероятность равна

P(A)=1–q 4 =1–0,7 4 =

=1–0,2401=0,7599

Пример 3
Вероятность попадания при одном выстреле в мишень 0,7. Найдите вероятность хотя бы одного попадания при 4 выстрелах.
Решение

q=1–р=1–0,7=0,3

P(A)=1–q 4 =1–0,3 4 =

=1–0,0081=0,9919

Пример 4
Устройство содержит два независимо работающих элемента. Вероятности отказа элементов соответственно равны 0,05 и 0,08. Найти вероятности отказа устройства, если для этого достаточно, чтобы отказал хотя бы один элемент.
Решение
А«устройство не работает»
A1«отказал первый элемент»
A2«отказал второй элемент»
Найдём вероятности безотказной работы независимых элементов
q1=1-0,05=0,95,
q2=1-0,08=0,92
Следовательно, вероятность того, что устройство не работает равна

==1-0,874=0,126

Пример 5
Вероятность того что студент сдаст первый экзамен равна 0.7, второй — 0.5, третий — 0.6. Найти вероятность того, что студентом будет сдан хотя бы один экзамен.
Решение
Здесь событие A — студент сдаст все экзамены
Противоположное событие $\overline $ студент не сдаст все экзамены
По теореме умножения имеем

Пример 6

Для разрушения моста достаточно попадания одной авиационной бомбы. Найти вероятность того, что мост будет разрушен, если на него сбросить четыре бомбы, вероятности попадания которых соответственно равны: 0,3; 0,4; 0,5; 0,6

Решение

А — «мост разрушен»

A1=0.3, A2=0.4, A3=0.5, A4=0.6 из условия задачи.
Воспользуемся формулой:
Вероятность противоположного события формула1
Находим соответствующие им вероятности

$\overline >$ — «первая авиационная бомба не попала в мост »

Р( $\overline >$ ) = 1-0,3 = 0,7

$\overline >$ — «вторая авиационная бомба не попала в мост »

Р($\overline >$) = 1 — 0,4 = 0,6

$\overline >$ — «третья авиационная бомба не попала в мост »

Р($\overline >$) = 1 — 0,5 = 0,5

$\overline >$ — «четвёртая авиационная бомба не попала в мост »

Р($\overline >$) = 1-0,6 = 0,4

Из условия задачи события A1, A2, A3и A4 независимы, следовательно получаем

пример формула

9423

Вероятность появления хотя бы одного события

только одно или ни одного), причем вероятности появления каждого из событий известны. Как найти вероятность того, что наступит хотя бы одно из этих событий? Например, если в результате испытания могут появиться три события, го появление хотя бы одного из этих событий означает наступление либо одного, либо двух, либо трех событий. Ответ на поставленный вопрос дает следующая теорема.

Теорема. Вероятность появления хотя бы одного из событий А , А2. Ап, независимых в совокупности, равна разности между единицей и произведением вероятностей противоположных событий

Доказательство. Обозначим через А событие, состоящее в появлении хотя бы одного из событий Av Ау . Ап. События А и АхА2 . Ли (ни одно из событий не наступило) противоположны, следовательно, сумма их вероятностей равна единице:

Осюда, пользуясь теоремой умножения, получим или

Частны й случай. Если события Ар А.„ . Ап имеют одинаковую вероятность, равную р, то вероятность появления хотя бы одного из этих событий

Пример 1. Вероятности попадания в цель при стрельбе из трех орудий таковы: р, = 0,8; р., = 0,7; р3= 0,9.11айти вероятность хотя бы одного попадания (событие А) при одном залпе из всех орудий.

Решен и е. Вероятность попадания в цель каждым из орудий не зависит от результатов стрельбы из других орудий, поэтому рассматриваемые события Л, (попадание первого орудия), А2 (попадание второго орудия) и А3 (попадание третьего орудия) независимы в совокупности.

Вероятности событий, противоположных событиям Л,,Л2 и Л3 (т.е. вероятности промахов), соответственно равны:

Искомая вероятность

Пример 2. В типографии имеется 4 плоскопечатных машины. Для каждой машины вероятность того, что она работает в данный момент, равна 0,9. Найти вероятность того, что в данный момент работает хотя бы одна машина (событие Л).

Решение. События «машина работает» и «машина не работает» (в данный момент) — противоположные, поэтому сумма их вероятностей равна единице:

Отсюда вероятность того, что машина в данный момент не работает, равна

Так как полученная вероятность весьма близка к единице, то на основании следствия из принципа практической невозможности маловероятных событий мы вправе заключить, что в данный момент работает хотя бы одна из машин.

Пример 3. Вероятность того, что при одном выстреле стрелок попадает в цель, равна 0,4. Сколько выстрелов должен произвести стрелок, чтобы с вероятностью не менее 0,9 он попал в цель хотя бы один раз?

Р е ш е и и е. Обозначим через Л событие «при п выстрелах стрелок попадает в цель хотя бы один раз». События, состоящие в попадании в цель при первом, втором выстрелах и т.д., независимы в совокупности, поэтому применима формула (**)

Приняв во внимание, что, по условию, Р(А) > 0,9 = 0,4 (следовательно, q = 1 — 0,4 = 0,6), получим

Прологарифмируем это неравенство по основанию 10:

Отсюда, учитывая, что lg 0,6 5, т.е. стрелок должен произвести не менее 5 выстрелов. Пример 4. Вероятность того, что событие появится хотя бы один раз в трех независимых в совокупности испытаниях, равна 0,936. Найти вероятность появления события в одном испытании (предполагается, что во всех испытаниях вероятность появления события одна и та же).

Решение. Так как рассматриваемые события независимы в совокупности, то применима формула (**)

По условию, Р(А) = 0,936; п = 3. Следовательно,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *