background image

          Arkusz I    1/2

PROBABILISTYKA 

Prawdopodobieństwo klasyczne, warunkowe, całkowite, 

niezależność zdarzeń

1) Rzucamy dwiema kostkami do gry. Opisać Ω. Niech A polega na tym, że suma oczek jest 

liczbą parzystą, B - co najmniej na jednej kostce wypadnie jedynka.

a) opisać zdarzenia: 

A

B

B

A

B

A

B

A

B

A

\

,

\

,

,

,

,

b) obliczyć prawdopodobieństwa otrzymania powyższych zdarzeń.

2) Wiedząc,   że   zdarzenia   A,   B   są   niezależne,   oraz   P(A)=0,2   ;   P(B)=0,5   obliczyć: 

(

) (

) (

) (

) (

) (

)

B

A

A

P

B

A

A

P

B

A

P

B

A

P

B

A

P

B

A

P

/

,

/

,

/

,

\

,

,

3) W urnie A są 4 kule białe i 6 czarnych; w urnie B: 2 białe i 8 czarnych. Z każdej z urn 

losujemy po 1 kuli. Obliczyć prawdopodobieństwo, że:

a) obie kule są czarne

b) jedna z nich jest czarna

c) co najmniej jedna jest czarna

d) co najwyżej jedna jest czarna

4) Na rysunku są fragmenty sieci elektrycznych, gdzie z

i

, i=1,2,..  oznaczają żarówki:

Zakładając, że żarówki przepalają się niezależnie od siebie, oraz że prawdopodobieństwo 

przepalenia   dla   każdej   z   nich  w   czasie   t   godzin   jest   takie   samo   i  równe   p=0,1   obliczyć 

prawdopodobieństwo ciągłego przepływu prądu w czasie t godzin dla każdego fragmentu 

sieci.

5) Rzucamy monetą aż do otrzymania orła.

a) określić Ω 

b) obliczyć prawdopodobieństwo, że gra skończy się przed piątym rzutem.

A

B

C

z

1

z

2

z

1

z

2

z

1

z

2

z

3

z

1

z

2

z

3

D

background image

          Arkusz I    2/2

6) Niech 

}

{

1,3,6,8

Ω =

. Losujemy jedną liczbę. Niech A polega na wylosowaniu liczby parzystej, 

B- nieparzystej, C- podzielnej przez 3. Zbadać niezależność zdarzeń:

a) parami

b) zespołową zdarzeń A, B, C.

7) Na odcinku 

0,1

 umieszczamy losowo i niezależnie punkty x i y. Niech zdarzenie A polega na 

tym, że x>y,  B na tym, że x<0,5. Czy zdarzenia A i B są niezależne?

8) Rzucamy   trzy   razy   monetą.   Obliczyć   prawdopodobieństwo,   że   przy   pierwszym   rzucie 

otrzymano reszkę, jeśli wiadomo, że wyrzucono co najmniej dwa orły.

9) Mamy dwie partie jednakowych przedmiotów po 10 i 9 sztuk, przy czym w każdej partii jedna 

sztuka jest wadliwa. Losowo wziętą z pierwszej partii sztukę przełożono do drugiej partii. 

Obliczyć prawdopodobieństwo wylosowania sztuki wadliwej z drugiej partii.

10) Z   trzech   niezależnie   pracujących   elementów   urządzenia   dwa   zawiodły.   Obliczyć 

prawdopodobieństwo tego, że zawiodły elementy pierwszy i drugi, jeśli prawdopodobieństwa 

awarii elementów pierwszego, drugiego i trzeciego są odpowiednio równe: p

1

=0,2, p

2

=0,3, 

p

3

=0,1.

11)Pewna choroba występuje u 0,2% ogółu ludności. Przygotowano test do jej wykrycia. Test 

daje wynik pozytywny u 97% chorych i 1% zdrowych. Obliczyć prawdopodobieństwo tego, że 

losowo wybrana osoba jest chora, jeśli test tej osoby dał wynik pozytywny,

12) W gimnazjum jest n uczniów, z czego n

k

, k=1,2,3   uczy się k-ty rok. Wylosowano dwóch 

uczniów   i   okazało   się,   że   jeden   z   nich   uczy   się   dłużej   niż   drugi.   Jakie   jest 

prawdopodobieństwo, że uczy się on trzeci rok?

background image

          Arkusz II    1/2

PROBABILISTYKA

Zmienna losowa jednowymiarowa, dystrybuanta

1) Sprawdzić, czy funkcja:  

1

1

( )

,

1

f n

n N

n n

= −

+

, jest funkcją prawdopodobieństwa zmiennej 

losowej X o wartościach ze zbioru N. Jeśli tak, to obliczyć.

(

)

3

X

P

2) Sprawdzić, czy funkcja:

a)

( )

t

e

e

t

F

=

b)

( )

arctgt

t

F

π

1

2

1

+

=

jest dystrybuantą zmiennej losowej X.

3) Dobrać tak stałą c aby funkcja   

( )



>

<

=

2

1

2

0

sin

0

0

π

π

t

     

dla

        

t

   

dla

    

t

c

t

     

dla

        

t

F

   była dystrybuantą zmiennej 

losowej X:

a) typu ciągłego

b) skokowego

c) innej

d) Obliczyć 

3

1

,

2

=

=

c

gdy  

   

X

P

π

4) Rzucamy trzema symetrycznymi monetami. Niech X będzie liczba orłów otrzymanych w tych 

rzutach. Wyznaczyć i naszkicować dystrybuantę zmiennej losowej X.

5) Dobrać tak stałą c aby funkcja 

( )

,

2

n

c

f n

n N

=

, była funkcją prawdopodobieństwa zmiennej 

losowej X o wartościach z N. Obliczyć 

(2,5)

x

F

background image

          Arkusz II    2/2

6) W urnie są 4 kule białe i 6 czarnych. Losujemy:

a) bez zwrotu

b) ze zwrotem

dwie kule. Niech X będzie liczba kul białych wśród wylosowanych. Wyznaczyć 

dystrybuantę zmiennej losowej X.

7) Dla   jakiego   c   funkcja  

( )



>

<

=

2

1

2

0

0

0

2

t

    

dla

     

t

   

dla

   

c

t

   

dla

     

t

F

  jest   dystrybuantą   zmiennej   losowej   typu 

ciągłego? Wyznaczyć:

a) gęstość zmiennej losowej X

b)

(

)

1

1

<

X

P

.

8) Dla jakich a,b funkcja: 

( )

F t

a b arctg t

= +

 jest dystrybuantą zmiennej losowej X. Wyznaczyć:

a) gęstość zmiennej losowej X

b)

(

)

3

1

<

X

P

.

9) Dobrać tak stałą c aby funkcja 

( )

<

<

=

x

  

pozost

   

dla

        

x

   

dla

    

x

c

x

f

.

0

1

0

 była gęstością zmiennej losowej 

X. Wyznaczyć dystrybuantę X, obliczyć  

1

(

1)

4

P

X

<

<

  i zaznaczyć na wykresach gęstość i 

dystrybuanty.

10) Zmienna losowa X ma gęstość 

( )

>

=

1

0

1

1

x

    

dla

         

x

   

dla

    

x

x

f

. Wyznaczyć 

a) dystrybuantę zmiennej losowej X

b)

1

(

2)

2

P

X

− <

<

background image

          Arkusz III

PROBABILISTYKA

Charakterystyki liczbowe zmiennych losowych

1) Sprawdzany przyrząd składa się z trzech elementów. Wyniki sprawdzania poszczególnych 

elementów są od siebie niezależne. Prawdopodobieństwo, że element o numerze i, i=1,2,3 

nie działa jest równe  

0, 2 0,1( 1)

i

p

i

=

+

. Niech X będzie liczbą niedziałających elementów. 

Obliczyć 

2

,

EX D X

 i medianę.

2) Rzucamy dwukrotnie kostką do gry. Niech 

i

X

 będzie liczbą oczek otrzymanych w i-tym rzucie 

i=1,2. Wyznaczyć:

a) rozkład zmiennej losowej 

1

2

Y

X

X

=

b)

EY

 i medianę

c)

(

)

P Y

EY

>

3) Przy   grze   w   kręgle   został   niezbity   jeden   kręgiel,   a   graczowi   zostały   jeszcze   3   rzuty. 

Wyznaczyć   rozkład   prawdopodobieństwa   liczby   X   niewykorzystanych   rzutów   po   zbiciu 

ostatniego   kręgla,   jeśli   prawdopodobieństwo   zbicia   w   jednym   rzucie   jest   p=0,6.   Obliczyć 

medianę oraz trzeci moment zwykły zmiennej losowej X.

4) Zmienna losowa X ma gęstość prawdopodobieństwa: 

( )

( )



>

=

1

0

1

1

4

3

2

x

    

dla

    

          

x

   

dla

     

x

x

f

Obliczyć:

a)

(

)

P X

EX

<

b)

0,5

x

c)

2

D X

5) Zmienna losowa X ma dystrybuantę: 

( )



>

<

 −

=

2

1

2

1

1

1

2

1

0

t

      

dla

 

          

t

       

dla

     

t

t

      

dla

  

          

t

F

X

Wyznaczyć: wartość przeciętną, drugi moment zwykły i wariancję zmiennej losowej X.

6) Zmienna losowa X ma gęstość: 

( )



<

=

1

0

1

2

3

4

x

    

dla

   

          

x

    

dla

       

x

x

f

Wyznaczyć wartość przeciętną, wariancję, medianę zmiennej losowej X.

background image

          Arkusz IV    1/2

PROBABILISTYKA

Wybrane rozkłady skokowe i ciągłe

1) Dobrać   tak   stałą   c,   aby   funkcja  

1

( )

,

3

n

c

f n

n N

=

,   była   funkcją   prawdopodobieństwa 

zmiennej   losowej   X   o   wartościach   ze   zbioru   N.   Podać   interpretację   zmiennej  losowej  X. 

Obliczyć EX i medianę.

2) Linia   automatyczna   przy   normalnym   ustawieniu   może   wypuścić   przedmiot   wykonany 

wadliwie   z   prawdopodobieństwem   0,1.   Obliczyć   przeciętną   liczbę   przedmiotów 

wypuszczonych między dwoma kolejnymi wadliwymi.

3) Rzucamy 5 razy dwiema monetami. Niech X będzie liczbą rzutów, w których otrzymano na 

obu monetach orły. Wyznaczyć:

a) rozkład prawdopodobieństwa zmiennej losowej X

b)

(2,5)

x

F

c)

(

)

2

X

P

d)

2

,

EX D X

.

4) W magazynie znajduje się towar pochodzący z produkcji dwóch zakładów: 40% z A              i 

w   60%   z   B.   Wadliwość   produkcji   w   tych   zakładach   wynosi   odpowiednio:   1%   i   2%. 

Wylosowano do kontroli 3 szt. (ze zwrotem). Niech X będzie liczbą sztuk wadliwych wśród 

wylosowanych. Podać:

a) rozkład prawdopodobieństwa zmiennej losowej X

b)

2

,

EX D X

c) prawdopodobieństwo, że co najmniej jedna sztuka będzie wadliwa.

5) Wiadomo,   że   prawdopodobieństwo   wyprodukowania   wiertła   o   zwiększonej   kruchości   jest 

0,02. Wiertła układa się w pudełka po 100 szt. Obliczyć:

a) prawdopodobieństwo, że w pudełku nie będzie braku

b) przeciętną liczbę braków w pudełku

6) Urządzenie składa się z 750 lamp. Prawdopodobieństwo awarii lampy w ciągu jednej doby 

pracy   urządzenia   jest   p=0,004.   Obliczyć   prawdopodobieństwo,   że   w   ciągu   doby   pracy 

urządzenia, ulegną awarii co najmniej trzy lampy.

background image

          Arkusz IV    2/2

7) Podziałka skali woltomierza jest wycechowana co 0,5V. Wskazania woltomierza zaokrągla się 

do najbliższego punktu podziału. Obliczyć:

a) prawdopodobieństwo   tego,   że   przy   odczycie   zostanie   popełniony   błąd   przekraczający 

0,1V

b) przeciętny błąd popełniony przy odczycie.

8) Czas X bezawaryjnej pracy pewnego urządzenia ma rozkład wykładniczy o 

5.

EX

=

 Podać:

a) gęstość
b) dystrybuantę
c) medianę zmiennej losowej X

9) Błąd   pomiaru   odległości   od   drogowskazu   jest   zmienną   losową   X   o   gęstości.

( )

(

)

=

8

1

exp

2

2

1

2

x

x

f

π

Obliczyć:

a)

(3)

x

F

b)

(

)

2

0

X

P

c)

(

)

1 4

P X

− <

 i zaznaczyć na wykresie gęstości

d)

2

0,5

,

,

EX D X x

10) Zmienna losowa X ma rozkład 

 −

2

1

;

1

N

. Obliczyć

a)

(

)

0

P X

>

b)

(

)

2

1

P

X

− <

<

c)

>

2

1

X

P

d)

(

)

2

3

E

X

+

e)

(

)

2

2

3

D

X

+

background image

          Arkusz V    1/2

PROBABILISTYKA

Zmienna losowa wielowymiarowa

1) Wektor losowy (X,Y) ma funkcję prawdopodobieństwa:

(

)

,

21

i k

P X

i Y

k

+

=

=

=

 dla i=1,2,3  k=1,2.

Obliczyć:

a)

(

)

4

5

,

3

7

,Y

X

F

b)

2

,

EX D X

c)

(

)

1,

2

P X

Y

>

<

d) zbadać niezależność zmiennych: X, Y

2) Rzucamy kostką sześcienną do gry, jeśli otrzymamy 6 oczek, to rzucamy dalej itd. Niech X 

będzie sumą uzyskanych oczek, Y – liczbą wykonanych rzutów. Wyznaczyć:

a) rozkład prawdopodobieństwa wektora (X,Y)

b)

( , )

(13, 4)

X Y

F

c)

EY

d)

(

)

20

P X

>

.

3) Wektor (X,Y) ma dystrybuantę:

a)

( )

 +

 +

=

arctgs

arctgt

s

t

F

π

π

1

2

1

1

2

1

,

b)

( )



>

>

+

=

t,s

    

pozost.

 

dla

         

          

          

          

, s

t

  

dla

   

e

e

e

s

t

F

s

t

s

t

0

0

0

1

,

2

2

Zbadać niezależność X, Y. Wyznaczyć gęstość wektora losowego (X,Y).

Obliczyć 

2

2

,

,

,

EX EY D X D Y

, o ile istnieją.

background image

          Arkusz V    2/2

4) Dobrać tak stałą c aby funkcja:

a)

( )

(

)



+

=

y

x

   

pozost

      

dla

    

          

1

y

0

  

1,

x

0

      

dla

        

y

x

c

y

x

f

,

.

0

,

2

2

b)

( )

(

)

+

=

y

x,

   

pozost.

   

dla

 

          

1

y

0

  

1,

x

0

   

dla

         

y

x

c

y

x

f

0

2

,

była   gęstością   prawdopodobieństwa   wektora   (X,Y).   Zbadać   niezależność   X,  Y.   Obliczyć:.

( )

(

)

1

1

,

2

,

3

,

2

1

,

1

,

2

1

>

Y

P

oraz   

   

F

F

F

.

Obliczyć:

(

) (

)

,

E X Y

E X Y

.

5) X, Y są niezależnymi zmiennymi losowymi o jednakowych rozkładach wykładniczych           z 

1

λ

=

. Podać gęstość oraz dystrybuantę wektora (X,Y) oraz obliczyć 

>

<

2

1

,

Y

X

P

.

6) X ma rozkład równomierny w 

0, 2

, zaś Y rozkład równomierny w 

1,1

. Zakładając, że są 

to niezależne zmienne losowe podać gęstość i dystrybuantę wektora losowego (X,Y) oraz 

obliczyć 

(

)

1

P X Y

+ <

background image

          Arkusz VI    1/2

PROBABILISTYKA

Korelacja, równanie prostej regresji

1) Wektor losowy (X,Y) ma funkcję prawdopodobieństwa:

y

k

     x

i

-1

2

3

-1

0,1

0,2

0,1

1

0,1

c

0,2

Obliczyć:

a) stałą c

b)

(

)

(

)

2

2

3 ,

2

3

E

X

Y

D

X

Y

c)

,

2 ,3

1

X Y

X Y

oraz

ρ

ρ

d)

(

)

1

E X Y

= −

2)

Na czterech kartkach napisano liczby: 112, 212, 121, 221. Losujemy 1 kartkę. Niech X będzie 

liczba jedynek występujących w wylosowanej liczbie, Y przyjmuje wartość 0, gdy wylosowana 

liczba jest parzysta, Y=1 gdy wylosowana liczba jest nieparzysta.

a) czy X,Y są zależne?

b) czy X,Y są skorelowane

c) obliczyć 

(

)

2

0

P X

Y

<

=

(

)

0

E X Y

=

(

)

2

0

D X Y

=

3)

Rzucamy  trzema monetami. Niech X będzie liczbą wyrzuconych orłów, Y- liczbą reszek.

a) czy X,Y są skorelowane? (podać 

X

ρ

)

b) napisać równanie prostej regresji

4)

Niech 

(

)

2

1

P X Y

− = −

=

.

a) podać 

,

X Y

ρ

 oraz równanie prostej regresji

b) obliczyć 

(

)

(

)

2

,

E Y X

D Y X

background image

          Arkusz VI    2/2

5)

Wektor losowy (X,Y)  ma gęstość:

A.

( )

+

=

y

x,

   

pozost.

 

dla

         

          

0

1

y

0

   

1,

x

0

   

dla

   

y

x

y

x

,

B.

( )



=

y

x,

   

pozost.

 

dla

      

          

0

1

y

0

   

0,

x

   

dla

        

e

y

x

f

x

-

,

a) czy X, Y są zależne?

b) czy są skorelowane?

c) obliczyć 

=

<

3

1

4

1

Y

X

P

d) dla A napisać równanie prostej regresji zmiennej X względem Y.

6)

Rozważmy   układ   złożony   z   dwóch   elementów.   Czas   pracy   do   chwili   uszkodzenia   dla 

pierwszego   z   nich   oznaczmy   X,   dla   drugiego   Y.   Zakładając,   że   X,Y   są   niezależnymi 

zmiennymi   losowymi   o   tym   samym   rozkładzie   wykładniczym   z  

1

λ

=

,   wyznaczyć   rozkład 

bezawaryjnego czasu pracy układu gdy:

a) elementy są połączone szeregowo

b) elementy są połączone równolegle

c) pierwszy element pracuje do chwili awarii, wtedy zostaje automatycznie zastąpiony 

drugim (tzw. rezerwa nieobciążona).

background image

PROBABILISTYKA                       Arkusz VII

Twierdzenia graniczne

1)

Czy dla niezależnego ciągu zmiennych losowych: 

1

2

,

,....,

,....

n

X X

X

 o rozkładach:

a)

(

)

N

i

X

P

i

n

=

=

,

2

1

b)

(

)

N

n

X

P

n

n

=

±

=

,

2

1

2

zachodzi centralne twierdzenie graniczne?

2)

Niech 

1

2

,

,....,

,....

n

X X

X

będzie ciągiem niezależnych zmiennych losowych o rozkładzie:

a) wykładniczym

b) geometrycznym z 

1
2

p

=

.

Obliczyć 



>

=

100

1

200

n

n

X

P

.

3)

Rzucano 420 kostkami sześciennymi. Niech Y będzie sumą uzyskanych oczek. Obliczyć: 

(

)

1505

P Y

<

4)

Komputer   dodaje   1500   liczb   rzeczywistych,   z   których  każdą   zaokrągla   się   do  najbliższej 

całkowitej, a liczbę: n+0,5 do najbliższej parzystej. Liczby zapisywane są z dokładnością  do 

1   miejsca   po   przecinku.   Zakładając,   że   błędy   zaokrągleń   są   niezależne   o   rozkładzie 

równomiernym w (-0,5; 0,5) obliczyć prawdopodobieństwo tego, że błąd w obliczeniu sumy 

przekroczy 15.

5)

Na ulicy stoi sprzedawca gazet. Załóżmy, że każdy z mijających go przechodniów kupuje 

gazetę z prawdopodobieństwem  

1
3

p

=

. Niech X będzie liczbą ludzi mijających sprzedawcę 

do chwili, gdy sprzeda on 100 gazet. Obliczyć 

(

)

120

P X

<

.

6)

Wadliwość produkowanych elementów jest 5%. Z bieżącej produkcji pobrano losowo 500 szt. 

tych elementów. Obliczyć prawdopodobieństwo,  że co najmniej 20 sztuk będzie wadliwych.

7)

Prawdopodobieństwo trafienia celu przy jednym strzale wynosi 0,7. Ile razy należy strzelić, 

aby z prawdopodobieństwem większym niż 0,96 można było orzec, że odchylenie częstości 

trafienia do celu od prawdopodobieństwa tego zdarzenia będzie mniejsze niż 0,01?