1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теория вероятностей
  4. Закон распределения дискретной двумерной СВ задан табли...
Решение задачи на тему

Закон распределения дискретной двумерной СВ задан таблицей: Найти 1) M X и M Y, 2) M X Y, 3) D X и D Y, 4) коэффициент корреляции rX Y.

  • Теория вероятностей
  • #Теория вероятностей и математическая статистика
  • #Теория случайных величин
Закон распределения дискретной двумерной СВ задан таблицей: Найти 1) M X и M Y, 2) M X Y, 3) D X и D Y, 4) коэффициент корреляции rX Y.

Условие:

Закон распределения дискретной двумерной СВ задан таблицей:

X \backslash Yy{1}=-3y{2}=2y{3}=3
x{1}=-40.20.040.07
x{2}=-10.040.080.3
x{3}=10.050.20.02


Найти
1) M X и M Y,
2) M X Y,
3) D X и D Y,
4) коэффициент корреляции rX Y.

Решение:

Для решения задачи, давайте поэтапно найдем все необходимые характеристики.

1) Найдем математические ожидания $M(X)$ и...

:

M(X)=\sumi⋅P(X=xi) M(X) = \sumi \cdot P(X = x_i)

Сначала найдем вероятности P(X=xi)P(X = x_i):

  • Для x1=−4x_1 = -4:

    P(X=−4)=0.2+0.04+0.07=0.31 P(X = -4) = 0.2 + 0.04 + 0.07 = 0.31

  • Для x2=−1x_2 = -1:

    P(X=−1)=0.04+0.08+0.3=0.42 P(X = -1) = 0.04 + 0.08 + 0.3 = 0.42

  • Для x3=1x_3 = 1:

    P(X=1)=0.05+0.2+0.02=0.27 P(X = 1) = 0.05 + 0.2 + 0.02 = 0.27

Теперь можем найти M(X)M(X):

M(X)=(−4)⋅0.31+(−1)⋅0.42+1⋅0.27 M(X) = (-4) \cdot 0.31 + (-1) \cdot 0.42 + 1 \cdot 0.27
M(X)=−1.24−0.42+0.27=−1.39 M(X) = -1.24 - 0.42 + 0.27 = -1.39

:

M(Y)=\sumj⋅P(Y=yj) M(Y) = \sumj \cdot P(Y = y_j)

Теперь найдем вероятности P(Y=yj)P(Y = y_j):

  • Для y1=−3y_1 = -3:

    P(Y=−3)=0.2+0.04+0.05=0.29 P(Y = -3) = 0.2 + 0.04 + 0.05 = 0.29

  • Для y2=2y_2 = 2:

    P(Y=2)=0.04+0.08+0.2=0.32 P(Y = 2) = 0.04 + 0.08 + 0.2 = 0.32

  • Для y3=3y_3 = 3:

    P(Y=3)=0.07+0.3+0.02=0.39 P(Y = 3) = 0.07 + 0.3 + 0.02 = 0.39

Теперь можем найти M(Y)M(Y):

M(Y)=(−3)⋅0.29+2⋅0.32+3⋅0.39 M(Y) = (-3) \cdot 0.29 + 2 \cdot 0.32 + 3 \cdot 0.39
M(Y)=−0.87+0.64+1.17=0.94 M(Y) = -0.87 + 0.64 + 1.17 = 0.94
M(XY)=∑j(xj)⋅P(X=xj) M(XY) = \sum{j} (xj) \cdot P(X = xj)

Теперь вычислим M(XY)M(XY):

M(XY)=(−4)(−3)⋅0.2+(−4)(2)⋅0.04+(−4)(3)⋅0.07+(−1)(−3)⋅0.04+(−1)(2)⋅0.08+(−1)(3)⋅0.3+(1)(−3)⋅0.05+(1)(2)⋅0.2+(1)(3)⋅0.02 M(XY) = (-4)(-3) \cdot 0.2 + (-4)(2) \cdot 0.04 + (-4)(3) \cdot 0.07 + (-1)(-3) \cdot 0.04 + (-1)(2) \cdot 0.08 + (-1)(3) \cdot 0.3 + (1)(-3) \cdot 0.05 + (1)(2) \cdot 0.2 + (1)(3) \cdot 0.02

Теперь подставим значения:

M(XY)=12⋅0.2+(−8)⋅0.04+(−12)⋅0.07+3⋅0.04+(−2)⋅0.08+(−3)⋅0.3+(−3)⋅0.05+2⋅0.2+3⋅0.02 M(XY) = 12 \cdot 0.2 + (-8) \cdot 0.04 + (-12) \cdot 0.07 + 3 \cdot 0.04 + (-2) \cdot 0.08 + (-3) \cdot 0.3 + (-3) \cdot 0.05 + 2 \cdot 0.2 + 3 \cdot 0.02
=2.4−0.32−0.84+0.12−0.16−0.9−0.15+0.4+0.06 = 2.4 - 0.32 - 0.84 + 0.12 - 0.16 - 0.9 - 0.15 + 0.4 + 0.06
=2.4−0.32−0.84+0.12−0.16−0.9−0.15+0.4+0.06=0.55 = 2.4 - 0.32 - 0.84 + 0.12 - 0.16 - 0.9 - 0.15 + 0.4 + 0.06 = 0.55

:

D(X)=M(X2)−(M(X))2 D(X) = M(X^2) - (M(X))^2

Сначала найдем M(X2)M(X^2):

M(X2)=\sumi2⋅P(X=xi) M(X^2) = \sumi^2 \cdot P(X = x_i)
M(X2)=(−4)2⋅0.31+(−1)2⋅0.42+(1)2⋅0.27 M(X^2) = (-4)^2 \cdot 0.31 + (-1)^2 \cdot 0.42 + (1)^2 \cdot 0.27
=16⋅0.31+1⋅0.42+1⋅0.27=4.96+0.42+0.27=5.65 = 16 \cdot 0.31 + 1 \cdot 0.42 + 1 \cdot 0.27 = 4.96 + 0.42 + 0.27 = 5.65

Теперь можем найти D(X)D(X):

D(X)=5.65−(−1.39)2=5.65−1.9321=3.7179 D(X) = 5.65 - (-1.39)^2 = 5.65 - 1.9321 = 3.7179

:

D(Y)=M(Y2)−(M(Y))2 D(Y) = M(Y^2) - (M(Y))^2

Сначала найдем M(Y2)M(Y^2):

M(Y2)=\sumj2⋅P(Y=yj) M(Y^2) = \sumj^2 \cdot P(Y = y_j)
M(Y2)=(−3)2⋅0.29+(2)2⋅0.32+(3)2⋅0.39 M(Y^2) = (-3)^2 \cdot 0.29 + (2)^2 \cdot 0.32 + (3)^2 \cdot 0.39
=9⋅0.29+4⋅0.32+9⋅0.39=2.61+1.28+3.51=7.4 = 9 \cdot 0.29 + 4 \cdot 0.32 + 9 \cdot 0.39 = 2.61 + 1.28 + 3.51 = 7.4

Теперь можем найти D(Y)D(Y):

D(Y)=7.4−(0.94)2=7.4−0.8836=6.5164 D(Y) = 7.4 - (0.94)^2 = 7.4 - 0.8836 = 6.5164
rXY=D(XY)−M(X)M(Y)D(X)D(Y) r_{XY} = \frac{D(XY) - M(X)M(Y)}{\sqrt{D(X)D(Y)}}

Сначала найдем D(XY)D(XY):

D(XY)=M(XY)−M(X)M(Y) D(XY) = M(XY) - M(X)M(Y)
=0.55−(−1.39)(0.94)=0.55+1.3066=1.8566 = 0.55 - (-1.39)(0.94) = 0.55 + 1.3066 = 1.8566

Теперь можем найти rXYr_{XY}:

rXY=1.8566−(−1.39)(0.94)3.7179⋅6.5164 r_{XY} = \frac{1.8566 - (-1.39)(0.94)}{\sqrt{3.7179 \cdot 6.5164}}
=1.8566−1.306624.2275=0.554.922≈0.111 = \frac{1.8566 - 1.3066}{\sqrt{24.2275}} = \frac{0.55}{4.922} \approx 0.111
  1. M(X)=−1.39M(X) = -1.39, M(Y)=0.94M(Y) = 0.94

  2. M(XY)=0.55M(XY) = 0.55

  3. D(X)≈3.7179D(X) \approx 3.7179, D(Y)≈6.5164D(Y) \approx 6.5164

  4. rXY≈0.111r_{XY} \approx 0.111

Выбери предмет