17.3

Теорема Бернулли. Неравенства Чебышева

[13/100%]
Показать
LaTeX
Задача 6222

Применяя лемму Чебышева--Маркова, указать нижнюю границу вероятности P(P)\mathbb {P}\left(P\right) неравенства

mn12<1100,(*) \left|\frac{m}{n} - \frac{1}{2}\right| < \frac{1}{100}, \tag {*}

при nn независимых опытах, если в каждом опыте вероятность равна 12\frac{1}{2}, полагая n=10000n = 10\, 000; n=100000n = 100\, 000.

?
Задача 6223

Применяя лемму Чебышева--Маркова, определить, как велико должно быть nn, чтобы вероятность P(P)\mathbb {P}\left(P\right) неравенства (*) из задачи 6222 (mn12<1100\left|\frac{m}{n} - \frac{1}{2}\right| < \frac{1}{100}, при nn независимых опытах с вероятностью 12\frac{1}{2} в каждом опыте) была больше, чем 0,99?

?
Задача 6224

Применяя лемму Чебышева--Маркова, при n=10000n = 10\, 000, какую верхнюю границу для mn12\left|\frac{m}{n} - \frac{1}{2}\right| можно указать с вероятностью не меньшей, чем 0,99?

?
Задача 6225

Если игрок при бросании игральной кости выигрывает 4 руб. в случае появления 6 очков и выплачивает 1 руб. в прочих случаях, какова вероятность, применяя лемму Чебышева--Маркова, что при 10000 бросаниях он проиграет не менее 200 руб.?

?
Задача 6226

Предполагая, что в nn последовательных и независимых опытах вероятности появления события AA соответственно pi=(12)ip_{i} = \left(\frac{1}{2}\right)^{i}, определить нижнюю границу вероятности того, что число его появлений m1m \leqslant 1.

?
Задача 6227

Показать, что каковы бы ни были случайная величина xx и данное положительное число ε\varepsilon, вероятность неравенства

εx>t2+lgI(A) \varepsilon x > t^{2} + \lg I \tag {A}

меньше, чем et2e^{-t^{2}}, где I=E[eεx]I = \mathbb {E}\left[e^{\varepsilon x}\right].

?
Задача 6228

Полагая, что mm есть число появлений события AA в серии независимых опытов с соответственными вероятностями pip_{i}, вывести из (A) — неравенства εx>t2+lgI\varepsilon x > t^{2} + \lg I из задачи 6227, — что вероятность неравенства

mi=1npit2ε+εi=1npiqi2ti=1npiqi(B) m - \sum _{i=1}^{n} p_{i} \geqslant \frac{t^{2}}{\varepsilon } + \varepsilon \sum _{i=1}^{n} p_{i}q_{i} \geqslant 2t\sqrt{\sum _{i=1}^{n} p_{i}q_{i}} \tag {B}

меньше, чем et2e^{-t^{2}} (если ε1\varepsilon \leqslant 1, t2n=1npiqit^{2} \leqslant \sum_{n=1}^{n} p_{i}q_{i}).

?
Задача 6229

Показать тем же способом, что и в задаче 6228, что вероятность неравенства

i=1npim2ti=1npiqi(C) \sum _{i=1}^{n} p_{i} - m \geqslant 2t\sqrt{\sum _{i=1}^{n} p_{i}q_{i}} \tag {C}

меньше, чем et2e^{-t^{2}} (t2i=1npiqit^{2} \leqslant \sum_{i=1}^{n} p_{i}q_{i}).

?
Задача 6230

Пользуясь неравенствами (B) и (C) из задач 6228 и 6229, решить задачи 6223 и 6225.

?
Задача 6231

Показать, что если p=12p = \frac{1}{2}, то вероятность неравенства

mnt2n \frac{m}{n} \geqslant \frac{t}{\sqrt{2n}}

меньше, чем et2e^{-t^{2}}. Применить к решению задачи 6224.

?
Задача 6232

Производится nn независимых опытов, где вероятность pip_{i} в ii-м опыте появления события AA равна (34)i\left(\frac{3}{4}\right)^{i}; требуется определить верхнюю границу вероятности pp, что число mm появлений AA будет более 10.

?
Задача 6233

Величина xkx_{k} принимает три значения: +kβ+k^{\beta }, kβ-k^{\beta } и 0 с вероятностями, равными соответственно 12kα\frac{1}{2k^{\alpha }}, 12kα\frac{1}{2k^{\alpha }} и 11kα1-\frac{1}{k^{\alpha }}. Доказать, что к сумме независимых величин k=1nxk\sum_{k=1}^{n} x_{k} приложим закон больших чисел, если α>1\alpha > 1.

?
Задача 6234

Обобщить результат предыдущей задачи (задачи 6233), показав применимость закона больших чисел к сумме k=1nxk\sum_{k=1}^{n} x_{k} независимых случайных переменных xkx_{k}, определяемых следующим образом. Случайная переменная xkx_{k} принимает серию значений с вероятностями, указанными в таблице:

xkx_{k}aka_{k}00ak-a_{k}
pkp_{k}pkp_{k}12pk1-2p_{k}pkp_{k}

Ряд p1+p2++pk+p_{1}+p_{2}+\ldots +p_{k}+\ldots сходящийся.

?