数学实验四 概率论

发布 2022-07-02 03:47:28 阅读 9408

一.用matlab计算随机变量的分布。

1.用matlab计算二项分布。

当随变量时,在matlab中用命令函数。

计算某事件发生的概率为的重贝努利试验中,该事件发生的次数为的概率。

例1 在一级品率为0.2的大批产品中,随机地抽取20个产品,求其中有2个一级品的概率。

解在matlab中,输入。

>clear

> px=binopdf(2,20,0.2)px =

即所求概率为0.1369。

2.用matlab计算泊松分布。

当随变量时,在matlab中用命令函数。

计算服从参数为的泊松分布的随机变量取值的概率。用命令函数。

计算服从参数为的泊松分布的随机变量在取值的概率。

例2 用matlab计算:保险公司售出某种寿险保单2500份。已知此项寿险每单需交保费120元,当被保人一年内死亡时,其家属可以从保险公司获得2万元的赔偿(即保额为2万元).

若此类被保人一年内死亡的概率0.002,试求:

1)保险公司的此项寿险亏损的概率;

2)保险公司从此项寿险获利不少于10万元的概率;

3)获利不少于20万元的概率。

利用泊松分布计算。

1) p(保险公司亏本)=

在matlab中,输入。

> clear

> p1=poisscdf(15,5)p1 =

即p1 =0.9999

故 p(保险公司亏本)=1-0.9999=0.0001

2) p(获利不少于10万元)=

在matlab中,输入。

>p=poisscdf(10,5)p =

即0.9863

3) p(获利不少于20万元)=

在matlab中,输入。

>p=poisscdf(5,5)p =

即0.6160

3.用matlab计算均匀分布。

当随机变量时,在matlab中用命令函数。

计算在区间服从均匀分布的随机变量的概率密度在处的值。用命令函数。

计算在区间服从均匀分布的随机变量的分布函数在处的值。

例3乘客到车站候车时间,计算。

解 在matlab中,输入。

>p1=unifcdf(3,0,6)p1 =

>>p2=unifcdf(1,0,6)p2=

>>p1-p2ans =

即0.3333

4.用matlab计算指数分布。

当随变量时,在matlab中用命令函数。

计算服从参数为的指数分布的随机变量的概率密度。用命令函数。

计算服从参数为的指数分布的随机变量在区间取值的概率。

例4 用matlab计算:某元件寿命服从参数为(=)的指数分布。3个这样的元件使用1000小时后,都没有损坏的概率是多少?

解由于元件寿命服从参数为(=)的指数分布,在matlab中,输入。

>p=expcdf(1000,1000)p =

>1-pans =

即0.3679

再输入。>p2=binopdf(3,3,0.3679)p2 =

即3个这样的元件使用1000小时都未损坏的概率为0.0498。

5。用matlab计算正态分布。

当随变量时,在matlab中用命令函数。

计算服从参数为的正态分布的随机变量的概率密度。用命令函数。

计算服从参数为的正态分布的随机变量的分布函数在处的值。

例5 用matlab计算:某厂生产一种设备,其平均寿命为10年,标准差为2年。如该设备的寿命服从正态分布,求寿命不低于9年的设备占整批设备的比例?。

解设随机变量为设备寿命,由题意。

在matlab中,输入。

>clear

> p1=normcdf(9,10,2)p1 =

>1-p1

ans = 0.6915

二.利用matlab计算随机变量的期望和方差。

1. 用matlab计算数学期望。

1)用matlab计算离散型随机变量的期望。

通常,对取值较少的离散型随机变量,可用如下程序进行计算:

对于有无穷多个取值的随机变量,其期望的计算公式为:

可用如下程序进行计算:

例6 一批产品中有。

一、二、三等品、等外品及废品5种,相应的概率分别为.06及0.04,若其产值分别为6元、5.4元、5元、4元及0元。求产值的平均值。

解将产品产值用随机变量表示,则的分布为:

产值 6 5.4 5 4 0

概率 0.7 0.1 0.1 0.06 0.04

产值的平均值为的数学期望。在matlab中,输入。

即产品产值的平均值为5.48.

例7 已知随机变量的分布列如下:计算。解

在matlab中,输入。

即 值得注意的是,对案例3.15中简单随机变量,直接用公式计算即可,不一定使用软件计算。

2)用matlab计算连续型随机变量的数学期望。

若是连续型随机变量,数学期望的计算公式为:

程序如下:例8 用matlab计算:假定国际市场上对我国某种商品的年需求量是一个随机变量(单位:吨),服从区间上的均匀分布,其概率密度为:

计算我国该种商品在国际市场上年销售量的期望。

解 在matlab中,输入。

1/2/(b-a)*(b^2-a^2)

即 =3)用matlab计算随机变量函数的数学期望。

若是随机变量的函数,则当为离散型随机变量且有分布律或)时,随机变量的数学期望为:

其matlab计算程序为:

当为连续型随机变量且有概率密度时,随机变量的数学期望为:

其matlab计算程序为:

例9 利用matlab计算:假定国际市场每年对我国某种商品的需求量是随机变量x(单位:吨),服从[20,40]上的均匀分布,已知该商品每售出1吨,可获利3万美元,若销售不出去,则每吨要损失1万美元,如何组织货源,才可使收益最大?

解设y为组织的货源数量,r为收益,销售量为。依题意有。

化简得。又已知销售量服从[20,40]上的均匀分,即。

于是。在matlab命令窗口输入。

>ey=1/20*(int((4*x-y),x,20,y)+int(3*y,x,y,40))

结果显示。1/10*y^2-40-1/20*y*(y-20)+3/20*y*(40-y)

将其化简,输入命令。

>>simplify(1/10*y^2-40-1/20*y*(y-20)+3/20*y*(40-y))

结果显示。1/10*y^2-40+7*y

再对在区间上求最大值,在命令窗口输入。

结果显示。3.5000e+001

即当组织35吨货源时,收益最大。

注: simplify(f)是对函数f化简;fminbnd(‘f’,a,b)是对函数f在区间[a,b]上求极小值。要求函数的极大值时只需将‘f’变为 ‘-f’)

2. 用matlab计算方差。

计算方差的常用公式为:

若离散型随机变量有分布律或),

其matlab计算程序为。

若是连续型随机变量且密度函数为,则方差的matlab计算程序为。

例10 利用matlab计算:设有甲、乙两种**,今年的**都是10元,一年后它们的**及其分布分别如下表:

试比较购买这两种**时的投资风险。

解两公司的****都是离散型随机变量。先计算甲公司**的方差,在matlab命令窗口输入。

运行结果显示。

类似的程序我们可得乙公司**的方差为。

相比之下,甲公司**方差小得多,故购买甲公司**风险较小。

例11 用matlab计算:例8中我国商品在国际市场上的销售量的方差。

解已知销售量为上均匀分布,即密度函数为。

在matlab命令窗口输入。

运行后结果显示。

1/3/(b-a)*(b^3-a^3)-1/4/(b-a)^2*(b^2-a^2)^2

将其化简,在命令窗口中输入。

simplify(1/3/(b-a)*(b^3-a^3)-1/4/(b-a)^2*(b^2-a^2)^2)

结果显示。1/12*a^2-1/6*b*a+1/12*b^2

即,这与前面的结论是一致的。

3. 常见分布的期望与方差。

常见分布的期望与方差可以调用如下函数完成(表3.1)

例12 求二项分布参数的期望方差。

解程序如下。

结果显示。e=

d=例13 求正态分布参数的期望方差。

解程序如下。

结果显示。e=d=

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