1 Popisná statistika. 2 Základy kombinatoriky. x = {15; 12; 18; 14; 21; 15; 17; 14; 25; 13},



Podobné dokumenty
Příklady z pravděpodobnosti a statistiky

(bridžové karty : 52 karet celkem, z toho 4 esa) [= 0, 0194] = 7, = 4, = 1, = 9, = 1, 77 10

Pravděpodobnost a matematická statistika

5. Jev B je částí jebu A. Co můžeme říct o podmíněné pravděpodobnosti? (1b)

a) 7! 5! b) 12! b) 6! 2! d) 3! Kombinatorika

Pravděpodobnost a statistika

PRAVDĚPODOBNOST Náhodné pokusy. Náhodný jev

5) Ve třídě 1.A se vyučuje 11 různých předmětů. Kolika způsoby lze sestavit rozvrh na 1 den, vyučuje-li se tento den 6 různých předmětů?

S1P Příklady 01. Náhodné jevy

22. Pravděpodobnost a statistika

Jevy A a B jsou nezávislé, jestliže uskutečnění jednoho jevu nemá vliv na uskutečnění nebo neuskutečnění jevu druhého

2. Friesl, M.: Posbírané příklady z pravděpodobnosti a statistiky. Internetový zdroj (viz odkaz).

Náhodný pokus každá opakovatelná činnost, prováděná za stejných nebo přibližně stejných podmínek, jejíž výsledek je nejistý a závisí na náhodě.

10. cvičení z PST. 5. prosince T = (n 1) S2 X. (n 1) s2 x σ 2 q χ 2 (n 1) (1 α 2 ). q χ 2 (n 1) 2. 2 x. (n 1) s. x = 1 6. x i = 457.

náhodný jev je podmnožinou

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

Řešené příklady z pravděpodobnosti:

Náhodná veličina. Michal Fusek. 10. přednáška z ESMAT. Ústav matematiky FEKT VUT, Michal Fusek

Matematika III. 4. října Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava. Matematika III

1. Házíme hrací kostkou. Určete pravděpodobností těchto jevů: a) A při jednom hodu padne šestka;

Přednáška. Diskrétní náhodná proměnná. Charakteristiky DNP. Základní rozdělení DNP

Tomáš Karel LS 2012/2013

Určete zákon rozložení náhodné veličiny, která značí součet ok při hodu a) jednou kostkou, b) dvěma kostkami, c) třemi kostkami.

tazatel Průměr ve Počet respondentů Rozptyl ve

Intuitivní pojem pravděpodobnosti

1. Klasická pravděpodobnost

PRAVDĚPODOBNOST A JEJÍ UŽITÍ

E(X) = np D(X) = np(1 p) 1 2p np(1 p) (n + 1)p 1 ˆx (n + 1)p. A 3 (X) =

KGG/STG Statistika pro geografy

TEORIE PRAVDĚPODOBNOSTI. 2. cvičení

pravděpodobnosti a Bayesova věta

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Jiří Neubauer. Katedra ekonometrie, FVL, UO Brno kancelář 69a, tel

5. Náhodná veličina. 2. Házíme hrací kostkou dokud nepadne šestka. Náhodná veličina nabývá hodnot z posloupnosti {1, 2, 3,...}.

Někdy lze výsledek pokusu popsat jediným číslem, které označíme X (nebo jiným velkým písmenem). Hodíme dvěma kostkami jaký padl součet?

MATEMATIKA III V PŘÍKLADECH

IB112 Základy matematiky

Tématické celky { kontrolní otázky.

Pravděpodobnost a aplikovaná statistika

2. přednáška - PRAVDĚPODOBNOST

1. Klasická pravděpodobnost

5 Pravděpodobnost. Sestavíme pravděpodobnostní prostor, který modeluje vytažení dvou ponožek ze šuplíku. Elementární jevy

NÁHODNÁ VELIČINA. 3. cvičení

Tomáš Karel LS 2012/2013

4. cvičení 4ST201. Pravděpodobnost. Obsah: Pravděpodobnost Náhodná veličina. Co je třeba znát z přednášek

(motto: Jestliže má jednotlivec rád čísla, pokládá se to za neurózu. Celá společnost se ale sklání před statistickými čísly. Alfred Paul Schmidt)

4. ZÁKLADNÍ TYPY ROZDĚLENÍ PRAVDĚPODOBNOSTI DISKRÉTNÍ NÁHODNÉ VELIČINY

NÁHODNÉ VELIČINY JAK SE NÁHODNÁ ČÍSLA PŘEVEDOU NA HODNOTY NÁHODNÝCH VELIČIN?

Pravděpodobnost a její vlastnosti

Pravděpodobnost Podmíněná p. Úplná p. III. Pravděpodobnost. III. Pravděpodobnost Statistika A (ZS 2015)

ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. Matematika 0A4. Cvičení, letní semestr DOMÁCÍ ÚLOHY. Jan Šafařík

Příklad 1: Házíme dvěma kostkami. Stanovte pravděpodobnost jevu, že na kostkách padne součet menší než 5.

Motivace. 1. Náhodné jevy. Poznámky k předmětu Aplikovaná statistika, 1. téma

Téma 22. Ondřej Nývlt

1 Klasická pravděpodobnost. Bayesův vzorec. Poslední změna (oprava): 11. května 2018 ( 6 4)( 43 2 ) ( 49 6 ) 3. = (a) 1 1 2! + 1 3!

Charakterizace rozdělení

Statistika (KMI/PSTAT)

Výběrové charakteristiky a jejich rozdělení

X = x, y = h(x) Y = y. hodnotám x a jedné hodnotě y. Dostaneme tabulku hodnot pravděpodobnostní

Pravděpodobnost kolem nás

1 Rozptyl a kovariance

Poznámky k předmětu Aplikovaná statistika, 1. téma

1. KOMBINATORIKA - PŘÍKLADY

Diskrétní matematika. DiM /01, zimní semestr 2016/2017

1. Náhodný vektor (X, Y ) má diskrétní rozdělení s pravděpodobnostní funkcí p, kde. p(x, y) = a(x + y + 1), x, y {0, 1, 2}.

KOMBINATORIKA - SLOVNÍ ÚLOHY (BEZ OPAKOVÁNÍ) Variace

Variace, permutace, kombinace, faktoriál, kombinační čísla 1. Vypočítejte:

Charakteristika datového souboru

MATEMATICKÁ STATISTIKA. Katedra matematiky a didaktiky matematiky Technická univerzita v Liberci

ROZDĚLENÍ NÁHODNÝCH VELIČIN

Náhodná veličina a rozdělení pravděpodobnosti

2. Definice pravděpodobnosti

Statistika a spolehlivost v lékařství Charakteristiky spolehlivosti prvků I

ROZDĚLENÍ SPOJITÝCH NÁHODNÝCH VELIČIN

Diskrétní matematika. DiM /01, zimní semestr 2018/2019

5.1. Klasická pravděpodobnst

Kombinatorika. Kopírování a jakékoliv další využití výukového materiálu je povoleno pouze s uvedením odkazu na

7. Rozdělení pravděpodobnosti ve statistice

Klasická pravděpodobnost a geometrická pravděpodobnost

z Matematické statistiky 1 1 Konvergence posloupnosti náhodných veličin

Statistika pro geografy

MATEMATICKÁ STATISTIKA

Pravděpodobnost a statistika

Pravděpodobnost a statistika (BI-PST) Cvičení č. 2

1. Klasická pravděpodobnost

10. N á h o d n ý v e k t o r

Tomáš Karel LS 2012/2013

Podmíněná pravděpodobnost

Úvod do teorie pravděpodobnosti

Příklad 1. Řešení 1a ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z MV2 ČÁST 4

Příklad 1. Řešení 1a. Řešení 1b. Řešení 1c ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z MV2 ČÁST 7

8.1. Definice: Normální (Gaussovo) rozdělení N(µ, σ 2 ) s parametry µ a. ( ) ϕ(x) = 1. označovat písmenem U. Její hustota je pak.

pravděpodobnosti Pravděpodobnost je teorií statistiky a statistika je praxí teorie pravděpodobnosti.

Přijímací zkouška na MFF UK v Praze

LIMITNÍ VĚTY DALŠÍ SPOJITÁ ROZDĚLENÍ PR. 8. cvičení

(iv) D - vybíráme 2 koule a ty mají různou barvu.

Příklad 4 3 body (1/6) Házíme 2 hracími kostkami najednou. Jaká je pravděpodobnost, že součet čísel na obou kostkách bude větší než 9?

Komplexní čísla, Kombinatorika, pravděpodobnost a statistika, Posloupnosti a řady

Pravděpodobnost a statistika I KMA/K413

Transkript:

Příklady na procvičování 1 Popisná statistika Příklad 1.1 Určete první, druhé a výběrové druhé momenty datových souborů x = {15; 12; 18; 14; 21; 15; 17; 14; 25; 13}, y = {9; 21; 15; 32; 11; 5; 17; 12; 22; 11}. [ viz návody ] Příklad 1.2 Určete střední hodnotu, směrodatnou odchylku a rozptyl, výběrovou směrodatnou odchylku a rozptyl, modus, medián a rozpětí datového souboru x 1; 1; 2; 2; 2; 3; 3; 1; 1; 1; 1; 1; 2; 1; 2; 3; 2; 2; 1; 2; 2; 2; 2; 3; 2; 2; 1; 1; 1; 2; 3; 1; 2; 1; 1; 2; 2; 1; 3; 1; 1; 2; 2; 2; 3; 2; 2; 3; 1; 1; 3; 1; 3; 2; 2; 1; 2; 3; 2; 3; 3; 3; 1; 3; 2; 2; 2; 2; 2; 1; 1; 2; 1; 1; 2; 2; 2; 3; 1; 1; 1; 3; 2; 1; 1; 1; 3; 2; 2; 2; 2; 3; 1; 2; 2; 2; 2; 1; 3; 2. [ viz návody ] Příklad 1.3 Určete medián, dolní a horní kvartil, rozpětí, mezikvartilové rozpětí a variační koeficient datového souboru a) x = {2; 15; 12; 25; 8; 19; 14; 6}, b) x = {6; 8; 1; 4; 6; 7; 4}. [ viz návody ] Příklad 1.4 Statistickým šetřením byla získána následující data (x i jsou hodnoty, n i četnosti) x i = {5; 6; 7; 8; 9}, n i = {19; 2; 4; 18; 7}. Určete počet dat n, střední hodnotu x, modus ˆx, median x, dolní kvartil x 25, horní kvartil x 75, rozpětí R, mezikvartilové rozpětí IQR, výběrový rozptyl s 2 a výběrovou směrodatnou odchylku s. 2 Základy kombinatoriky [ viz návody ] Příklad 2.1 Určete počet všech trojciferných přirozených čísel, v jejichž dekadickém zápisu se každá číslice vyskytuje nejvýše jednou. [ 648 ] 1

Příklad 2.2 Je dán čtverec a na každé jeho straně je zvoleno n vnitřních bodů. Určete počet všech různých trojúhelníků, jejichž vrcholy leží na různých stranách čtverce ve vyznačených bodech. [ 4n 3 ] Příklad 2.3 V botníku je po jednom páru pohorek, tenisek, sandálů, hnědých a černých polobotek. Kolika způsoby z nich lze vybrat a) nejdříve levou a pak pravou botu, které k sobě nepatří; b) pár bot, které k sobě nepatří; c) dvě boty, které k sobě nepatří? [ a) 20, b) 40, c) 80 ] Příklad 2.4 V košíku je 12 jablek a 10 hrušek. Petr si má vybrat jablko nebo hrušku tak, aby Věra, která si po něm vybere jedno jablko a jednu hrušku, měla co největší možnost výběru. [ jablko ] Variace Příklad 2.5 Určete, kolik dvojjazyčných slovníků je třeba vydat, aby byla zajištěna možnost vzájemného přímého překladu z ruského, anglického, německého a francouzského jazyka? [ 12 ] Příklad 2.6 Na MS v hokeji hraje 8 družstev. Kolika způsoby jim lze udělit zlatou, stříbrnou a bronzovou medaili. [ 336 ] Příklad 2.7 cifry různé. Určete počet všech šesticiferných čísel, v jejichž dekadickém zápisu jsou všechny [ 136 080 ] Příklad 2.8 Určete počet všech přirozených čísel menších než 500, v jejichž zápisu jsou pouze cifry 4, 5, 6, 7, a to každá nejvýše jednou. [ 22 ] Příklad 2.9 nesmí opakovat? Kolik sudých trojciferných čísel lze vytvořit z číslic 0, 1, 2, 3, jestliže se číslice [ 10 ] Příklad 2.10 Určete počet všech pěticiferných přirozených čísel, v jejichž dekadickém zápisu je každá z číslic 0, 1, 3, 4, 7. [ 96 ] 2

Příklad 2.11 Určete, kolika způsoby je na pětimístné lavici možno posadit pět dětí, z nichž dva chtějí sedět vedle sebe. [ 48 ] Příklad 2.12 Určete počet všech přirozených čísel a) trojciferných, sestavených pouze z číslic 1, 3, 5, 7, 9, b) pěticiferných, sestavených pouze z číslic 1, 3, 5. [ a) 125, b) 243 ] Příklad 2.13 Přístupový kód do trezoru je tvořen posloupností tří písmen a čtyř číslic. Kolik různých kódů je možno sestavit, máme-li k dispozici 28 písmen? [ 219 520 000 ] Příklad 2.14 Kolik značek Morseovy abecedy lze vytvořit pomocí nejvýše čtyřprvkových skupin teček a čárek? [ 30 ] Kombinace Příklad 2.15 K volejbalovému turnaji se přihlásilo 6 družstev. Kolik utkání se bude hrát, bude-li hrát každý s každým? [ 15 ] Příklad 2.16 Kolik přímek je určeno deseti body, jestliže právě čtyři z nich leží na přímce? [ 40 ] Příklad 2.17 Ve třídě je 19 chlapců a 12 dívek. Kolika způsoby z nich lze vybrat tříčlennou skupinu, v níž jsou 2 chlapci a jedna dívka? [ 2 052 ] Příklad 2.18 Určete, kolika způsoby lze na šachovnici vybrat trojici polí tak, aby všechna pole nebyla téže barvy. [ 31 744 ] Příklad 2.19 Určete, kolika způsoby lze na šachovnici vybrat trojici polí tak, aby všechna ležela v témže sloupci. [ 448 ] Příklad 2.20 Ze sedmi mužů a čtyř žen se má vybrat šestičlenná skupina, v níž jsou alespoň tři ženy. Kolika způsoby to lze provést? [ 161 ] Příklad 2.21 Ve společnosti šesti lidí si přit ukl každý s každým. Kolik cinknutí se ozvalo? [ 15 ] 3

3 Jevová pravděpodobnost Příklad 3.1 Definujte pravděpodobnostní prostor pro náhodný pokus spočívající v hodu dvěma mincemi. Jako výsledek pokusu bereme a) S - padne-li stejné na obou mincích a R - padne-li různé; b) R - padnou-li dva ruby, L - padnou-li dva lícy a N - padnou-li nestejné strany; c) uspořádané dvojice stran (R nebo L), které padly na první a druhé minci. [ viz návody ] Příklad 3.2 Definujte pravděpodobnostní prostor pro náhodný pokus, spočívající v hodu dvěma kostkami. Jako výsledek pokusu bereme a) uspořádané dvojice bodů na první a druhé kostce; b) součet bodů na obou kostkách. [ viz návody ] Příklad 3.3 Definujte pravděpodobnostní prostor pro náhodný pokus, spočívající ve vylosování dvou korálků z krabičky, ve které je 5 bílých, 3 modré a 2 zelené korálky. Za výsledky pokusu považujeme uspořádané dvojice barev vytažených korálků. Tažení uvažujeme a) s vracením prvního korálku před druhým tahem; b) bez vracení prvního korálku před druhým tahem. [ viz návody ] Příklad 3.4 Provedeme 10 hodů hrací kostkou. Jako výsledek bereme počet šestek, které padly. Napište pravděpodobnostní prostor tohoto náhodného pokusu. [ viz návody ] 4 Klasická a statistická definice pravděpodobnosti Příklad 4.1 Jaká je pravděpodobnost výhry 1. ceny ve sportce při jednom vsazení? (Je třeba uhodnout 6 čísel ze 46.) [ 1.06 10 7 ] Příklad 4.2 S jakou pravděpodobností bude při jednom hodu třemi kostkami součet bodů 5? [ 1 36 ] Příklad 4.3 Ve třídě je 25 dívek a 15 chlapců. Náhodně vybereme tři žáky. Jaká je pravděpodobnost, že to budou dva chlapci a jedna dívka? [ 0.266 ] Příklad 4.4 Ve třídě je 20 žáků. Mezi nimi jeden Oldřich a jedna Božena. Jména žáků napíšeme na lístky a vylosujeme dvě skupiny, větší 8 žáků a menší 5 žáků (7 žáků nebude vylosováno). S jakou pravděpodobností a) Oldřich a Božena nebudou vylosováni? b) Oldřich a Božena budou vylosováni do stejné skupiny? c) Božena bude vylosována do jedné skupiny, zatímco Oldřich nebude vylosován? 4

[ a) 0.11, b) 0.2, c) 0.24 ] Příklad 4.5 V krabici je 6 bílých kuliček a 4 černé kuličky. Náhodně vylosujeme 2 kuličky. S jakou pravděpodobností a) nebude vybrána ani jedna bílá kulička? b) bude vybrána jedna bílá a jedna černá kulička? c) obě kuličky budou bílé? [ a) 0.13, b) 0.53, c) 0.33 ] Příklad 4.6 Čtverec je třemi vodorovnými a třemi svislými čarami rozdělen na šachovnici 4x4. Do každého řádku je na jedno z jeho čtyř polí umístěn hrací kámen. S jakou pravděpodobností v každém sloupci leží právě jeden kámen? Příklad 4.7 Na poličce je náhodně rozestaveno 10 knih. Určete pravděpodobnost, že: a) určité 3 knihy jsou v určitém pořadí postaveny vedle sebe, b) určité 3 knihy jsou postaveny vedle sebe. [ 3 32 ] [ a) 1 90, b) 1 15 ] Příklad 4.8 Tři muži a tři ženy obsadí náhodně šest míst kolem stolu. S jakou pravděpodobností sedí kolem stolu střídavě? [ 0.1 ] Příklad 4.9 V krabici je 8 kuliček s čísly 1, 2,..., 8. Postupně (bez vracení vytáhneme všechny kuličky. S jakou pravděpodobností v prvních třech tazích bude pořadí tahu shodné s číslem kuličky? [ 1 336 ] Příklad 4.10 Číslice 1, 2, 3, 4, 5 jsou napsány na lístcích. Náhodně vybereme tři lístky a položíme je vedle sebe v tom pořadí, jak jsme je vybrali. S jakou pravděpodobností vzniklé trojciferné číslo bude sudé? [ 2 5 ] Příklad 4.11 Ze 32 hracích karet vybíráme dvakrát za sebou jednu kartu. Určete pravděpodobnost, že a) obě karty jsou esa, jestliže jsme první kartu nevrátili; b) obě karty jsou stejné barvy (např. srdce), jestliže jsme první vytaženou kartu opět vrátili zpět. [ a) 0.012, b) 0.25 ] Příklad 4.12 V dodávce 100 kusů křišt álových váz je 5 vadných. Při kontrole vybereme náhodně 4 kusy. S jakou pravděpodobností a) jedna vybraná váza je vadná? b) alespoň jedna z vybraných váz je vadná? [ a) 0.176, b) 0.188 ] 5

Příklad 4.13 Výrobky považujeme za vadné, když nemají předepsanou hmotnost nebo rozměr. Výrobků, které nemají správný rozměr, je 10%, těch, které mají špatnou váhu je 30% a výrobků bez vady je 65%. Určete pravděpodobnost, že náhodně vybraný výrobek má správnou hmotnost, ale nemá předepsaný rozměr. [ 0.05 ] Příklad 4.14 V antikvariátě se snižuje cena, jestliže má knížka vytržený alespoň jeden list, nebo je počmáraná. Knížek s vytrženým listem je 20%, počmáraných knížek je 30% a bezvadných je 70%. S jakou pravděpodobností je náhodně vybraná knížka počmáraná, ale má všechny stránky? [ 0.1 ] Příklad 4.15 V loterii je n losů, ze kterých m vyhrává. Někdo si koupil k losů. S jakou pravděpodobností vyhraje? [ viz návody ] Příklad 4.16 V klobouku je 10 lístků, na kterých jsou napsána jména 6 chlapců a 4 dívek. Lístky zamícháme a postupně dva z nich vylosujeme. Jaká je pravděpodobnost, že na nich budou jména dvou chlapců, jestliže: a) první lístek vrátíme a druhý losujeme opět ze všech lístků? b) první lístek nevrátíme a druhý losujeme z těch, co zůstaly? [ a) 0.36, b) 1 3 ] Příklad 4.17 V urně je 5 bílých a 7 černých kuliček. Vytáhneme za sebou dvě kuličky. Jaká je pravděpodobnost vytažení dvou bílých kuliček, jestliže se po prvním tahu kulička a) nevrátí, b) vrátí. [ a) 0.15, b) 0.17 ] Příklad 4.18 Závod vykazuje při výrobě 10% zmetkovost. Určete pravděpodobnost, že mezi 4 náhodně vybranými výrobky nebude ani jeden vadný. [ 0.656 ] Příklad 4.19 Dodávku 100 výrobků kontrolujeme náhodným výběrem. Celou dodávku považujeme za dobrou, jestliže v sérii pěti vybraných výrobků nebude žádný výrobek vadný. S jakou pravděpodobností dodávka nebude dobrá, jestliže v ní je 5% vadných výrobků? [ 0.23 ] Geometrická pravděpodobnost Příklad 4.20 Na úsečce délky 1 jsou (rovnoměrně) náhodně zvoleny 2 body. Jaká je pravděpodobnost, že jejich vzdálenost bude menší než 1/3? [ 5 9 ] 6

Příklad 4.21 Do kruhu o poloměru R je vepsán čtverec. Poté je do kruhu náhodně vhozen bod. S jakou pravděpodobností tento bod padne do vepsaného čtverce? [ 2 π ] Příklad 4.22 Rovina je rozdělena systémem rovnoběžek ve vzdálenostech 6 cm. Poté je na ni vhozen kruh o poloměru 1. S jakou pravděpodobností kruh neprotne žádnou rovnoběžku? [ 2 3 ] Příklad 4.23 Hodiny, které nebyly správně nataženy, se zastaví. Jaká je pravděpodobnost, že se velká ručička zastaví mezi šestkou a devítkou? [ 1 4 ] Příklad 4.24 Necht pro dvě náhodně zvolená čísla x, y platí 0 < x 1, 0 < y 1. S jakou pravděpodobností jejich součet není větší než 1 a součin není menší než 0,09? [ 0.2022 ] Příklad 4.25 Tyč dlouhá d je náhodně rozlomená na 3 kusy. S jakou pravděpodobností lze ze tří vzniklých částí sestrojit trojúhelník? [ 1 4 ] Příklad 4.26 Dvě osoby mají stejnou možnost přijít na domluvené místo v jakoukoli dobu mezi dvanáctou a třináctou hodinou a jejich příchody jsou nezávislé. Ten, kdo přijde první, čeká na druhého dvacet minut a pak odejde. S jakou pravděpodobností se setkají? [ 5 9 ] Podmíněná pravděpodobnost a nezávislé jevy Příklad 4.27 Údaje o 100 narozených dětech jsou v tabulce: Váha do 3 kg Váha nad 3 kg Výška do 50 cm 60 20 Výška nad 50 cm 15 5 Náhodně vybereme jedno dítě. Řekneme, že nastal jev A, jestliže vybereme dítě s váhou do 3 kg, nastal jev B, jestliže vybereme dítě s výškou do 50 cm. Rozhodněte, zda jevy A a B jsou závislé. [ Jsou nezávislé. ] 7

Příklad 4.28 Výrobek je postupně obráběn na dvou strojích. Pravděpodobnost kvalitního zpracování výrobku na prvním stroji je 0,8 a na druhém stroji 0,9. Stroje pracují nezávisle na sobě. Jaká je pravděpodobnost zhotovení kvalitního výrobku, tj. výrobku, který nebyl pokažen ani na jednom stroji? [ 0.72 ] Příklad 4.29 Přístroj je sestaven z 300 nezávisle pracujících součástek. Pravděpodobnost poruchy každé ze součástek za jednu směnu je 0,01. S jakou pravděpodobností v náhodně vybrané směně bude přístroj pracovat bez poruchy? [ 0.049 ] Příklad 4.30 Jevy A, B a C jsou vzájemně nezávislé a všechny mají pravděpodobnost 0,8. S jakou pravděpodobností při jednom pokusu a) nastanou všechny tři jevy současně, b) nenastane ani jeden z jevů, c) nastane pouze jev A, d) nastane právě jeden z těchto jevů. [ a) 0.512, b) 0.008, c) 0.032, d) 0.096 ] Příklad 4.31 Podíl žárovek ve skladu od určitého výrobce je 40%. Z těchto žárovek je 90% první jakosti. S jakou pravděpodobností náhodně vybraná žárovka je od tohoto výrobce a je první jakosti? [ 0.36 ] Příklad 4.32 Házíme dvěma kostkami. S jakou pravděpodobností a) padne součet větší než 6, jestliže na první kostce padla dvojka? b) padne součet větší než 9, jestliže na první kostce padlo sudé číslo? [ a) 1 3, b) 2 9 ] Příklad 4.33 Z celkové produkce závodu je 4% zmetků. Z dobrých výrobků je 75% standardních. S jakou pravděpodobností náhodně vybraný výrobek je standardní? [ 0.72 ] Příklad 4.34 Tři sportovci hází nezávisle jeden na druhém oštěpem. První překoná hranici 80m průměrně v 80%, druhý v 70% a třetí v 50% hodů. Každý z nich jednou hodí. S jakou pravděpodobností bude překonaná hranice 80m? [ 0.97 ] Příklad 4.35 Je známo, že první skupina studentů vyřeší úlohu s pravděpodobností 2/5, druhá s pravděpodobností 1/3. Obě skupiny řeší úlohu nezávisle na sobě. S jakou pravděpodobností bude úloha vyřešena? [ 0.6 ] 8

Příklad 4.36 Dva sportovci střílejí nezávisle na stejný cíl. Pravděpodobnost, že cíl zasáhne první, je 0,9 a druhý 0,8. S jakou pravděpodobností nezasáhne cíl ani jeden z nich? [ 0.02 ] Příklad 4.37 Přes kanál se přenáší binární signál. Pravděpodobnost změny 0 nebo 1 na opačný znak je 1%, nezávisle na předchozím znaku. Vyslali jsme signál 10110. S jakou pravděpodobností a) se signál přenese správně? b) se přenesla kombinace 11110? [ a) 0.951, b) 0.0096 ] Příklad 4.38 Střelec třikrát nezávisle vystřelil na cíl. Pravděpodobnost zásahů je postupně 0,5; 0,6; 0,8. S jakou pravděpodobností bude v cíli a) právě jeden zásah? b) alespoň jeden zásah? [ a) 0.26, b) 0.96 ] Příklad 4.39 Pravděpodobnost, že zákazník vejde do obchodu v průběhu jedné minuty je 0,01. S jakou pravděpodobností v průběhu 100 minut vejdou do obchodu tři zákazníci? [ 0.061 ] Příklad 4.40 S jakou pravděpodobností při pěti nezávislých hodech kostkou padne a) šestka pouze při druhém a čtvrtém hodu? b) šestka právě dvakrát? [ a) 0.016, b) 0.16 ] Příklad 4.41 Pravděpodobnost, že dodávka bude mít více než 2% vadných výrobků, je 0,08. S jakou pravděpodobností bude ve třech dodávkách z dvaceti více než 2% vadných výrobků? [ 0.14 ] Příklad 4.42 Při pokusu byl křížen bílý a fialový hrách. Podle zákonů dědičnosti by měly být 3/4 potomků fialové a 1/4 bílá. Vzklíčilo 10 rostlin. S jakou pravděpodobností a) žádná rostlina nebude bílá? b) alespoň tři rostliny budou fialové? c) fialových bude alespoň 6 a nejvíce 8? [ a) 0.056, b) 0.999, c) 0.678 ] Příklad 4.43 Pravděpodobnost, že ve čtyřech pokusech nastane alespoň jednou jev A je 0,59. S jakou pravděpodobností jev A nastane v jednom pokuse, jestliže pravděpodobnost je v každém pokuse stejná a pokusy jsou nezávislé? [ 0.2 ] 9

Příklad 4.44 Ve třídě, kde poměr chlapců a dívek je 7:3, studuje s vyznamenáním pětina chlapců a desetina dívek. S jakou pravděpodobností náhodně vybraný zástupce třídy bude studovat s vyznamenáním? [ 0.17 ] Příklad 4.45 S jakou pravděpodobností při hodu dvěma mincemi padly dva ruby, jestliže víme, že padl alespoň jeden rub? [ 1 3 ] Pravděpodobnost sjednocení jevů Příklad 4.46 V loterii je 1000 losů. Jeden z nich vyhrává 1. cenu, 5 losů 2. cenu a 20 losů 3. cenu. S jakou pravděpodobností zakoupený los vyhraje? [ 0.026 ] Příklad 4.47 Pravděpodobnost úspěchu určité akce je 0,8 při prvním pokusu a 0,9 při druhém pokusu. Jaká je pravděpodobnost alespoň jednoho úspěchu, jestliže výsledek prvního pokusu neovlivňuje pravděpodobnost druhého pokusu? [ 0.98 ] Příklad 4.48 Přístroj je sestaven z 300 nezávisle pracujících součástek. Pravděpodobnost poruchy každé ze součástek za jednu směnu je 0,01. S jakou pravděpodobností v náhodně vybrané směně bude mít alespoň jedna součástka přístroje poruchu? [ 0.951 ] Příklad 4.49 Při náhodném pokusu může nastat jeden z jevů A B; Ā B; A B; Ā B. Všechny tyto jevy mají stejnou pravděpodobnost 0,25. Jaká je pravděpodobnost jevu A, jevu B a jevu A B? [ 0.5, 0.5, 0.75 ] Příklad 4.50 S jakou pravděpodobností ve sportce vyhrajeme alespoň pátou cenu (tj. uhodneme alespoň dvě čísla z šesti vsazených při celkovém počtu čísel 46)? [ 0.169 ] Příklad 4.51 Přístroj je sestaven ze tří na sobě nezávisle pracujících částí. Ve sledovaném časovém intervalu je pravděpodobnost poruchy každé z jeho částí 0,1. S jakou pravděpodobností a) ani jedna z částí nebude mít poruchu? b) všechny části budou mít poruchu? c) právě jedna část bude mít poruchu? d) alespoň jedna část bude mít poruchu? 10 [ a) 0.729, b) 0.001, c) 0.243, d) 0.271 ]

Příklad 4.52 K osevu byly vybrány dvě odrůdy pšenice, a to 20% 1. odrůdy a 80% 2. odrůdy. Pravděpodobnost vyklíčení 1. odrůdy je 0,95 a 2. odrůdy 0,98. S jakou pravděpodobností náhodně vybrané zrno vyklíčí? [ 0.974 ] Příklad 4.53 Dva střelci střílejí nezávisle na cíl. Pravděpodobnost zásahu prvního je 0,7 a druhého 0,8. S jakou pravděpodobností při současném výstřelu zasáhne cíl alespoň jeden z nich? [ 0.94 ] Příklad 4.54 Skokan do dálky má tři nezávislé pokusy na to, aby se zlepšil. Přitom pravděpodobnost zlepšení je v každém pokusu stejná, rovna 1/3. S jakou pravděpodobností se skokan během tří pokusů zlepší? [ 0.704 ] Příklad 4.55 Systém se skládá ze tří zařízení jejichž pravděpodobnosti bezporuchového chodu jsou postupně 0,7; 0,8; 0,8. Určete pravděpodobnost bezporuchového chodu systému, jsou-li zařízení zapojena a) v sérii, b) paralelně. [ a) 0.448, b) 0.988 ] Příklad 4.56 Mezi 100 výrobky je 15 vadných. Náhodně vybereme 10 výrobků. S jakou pravděpodobností ve výběru budou nejvýše dva vadné výrobky? [ 0.83 ] Příklad 4.57 Z dvanácti součástek jsou 2/3 bezvadných a 1/3 vadných. S jakou pravděpodobností při současném vytažení tří součástek bude mezi nimi alespoň jedna vadná? [ 0.745 ] Příklad 4.58 V urně je jeden bílý a čtyři černé míčky. Dvě osoby vytahují střídavě a bez vracení vždy po jednom míčku. Vyhrává ten, kdo první vytáhne bílý míček. S jakou pravděpodobností to bude ten, kdo začíná? [ 3 5 ] Příklad 4.59 V urně jsou tři bílé, pět černých a dva červené míčky. Dvě osoby vytahují střídavě a bez vracení vždy po jednom míčku. Vyhrává ten, kdo první vytáhne bílý míček a při tahu červeného míčku končí hra nerozhodně. S jakou pravděpodobností vyhraje ten, kdo začíná? [ 0.395 ] Příklad 4.60 Dva hráči házejí postupně mincí. Vyhrává ten, komu padne jako první líc. S jakou pravděpodobností vyhraje první z hráčů? [ 2 3 ] 11

Nezávislé pokusy Příklad 4.61 S jakou pravděpodobností při 5 hodech kostkou padne alespoň jednou šestka? [ 0.598 ] Příklad 4.62 Test obsahuje 10 otázek a na každou z nich jsou 4 možné odpovědi (z nichž jen jedna je správná). Student se neučil a otázky zatrhává zcela náhodně. S jakou pravděpodobností zatrhne alespoň 5 otázek správně? [ 0.078 ] Příklad 4.63 Je známo, že určitý lék úspěšně léčí dané onemocnění v 90% případů. S jakou pravděpodobností alespoň čtyři z pěti pacientů budou tímto lékem vyléčeni? [ 0.918 ] Příklad 4.64 Automat vyrobí za minutu 10 součástek. Pravděpodobnost vyrobení vadné součástky je 0,01. Po kolika minutách bude pravděpodobnost, že byl vyroben alespoň jeden zmetek, rovna minimálně 0,8? [ 16 ] Příklad 4.65 Pravděpodobnost, že spotřeba elektrické energie ve všední den určitého ročního období přesáhne stanovenou normu, je 0,3. S jakou pravděpodobností v pěti náhodně vybraných všedních dnech nebude norma ani jednou překročena? [ 0.168 ] Úplná pravděpodobnost a Bayesův vzorec Příklad 4.66 Na skladě jsou součástky ze tří továren. První továrna má průměrně 0,3%, druhá 0,2% a třetí 0,4% zmetků. První továrna dodala 1000, druhá 2000 a třetí 2500 součástek. S jakou pravděpodobností náhodně vybraná součástka bude zmetek? [ 0.0031 ] Příklad 4.67 V dílně pracuje 20 dělníků, kteří vyrábějí stejné součástky. Každý z nich vyrobí za směnu stejné množství. Deset z nich vyrobí 94% výrobků 1.třídy, šest 90% a čtyři 85%. S jakou pravděpodobností náhodně vybraný výrobek bude 1.třídy? [ 0.91 ] 12

Příklad 4.68 Při sportovní střelbě volí střelec náhodně jednu ze čtyř pušek. Pravděpodobnosti zásahu jednotlivých pušek jsou 0,6; 0,7; 0,8; 0,9. Jaká je pravděpodobnost zásahu při jednom výstřelu? [ 0.75 ] Příklad 4.69 Na skladě je 70% přístrojů první jakosti a 30% druhé jakosti. Pravděpodobnost, že přístroj 1. jakosti pracuje bez poruchy je 0,95 a přístroj 2. jakosti 0,7. Organizace koupila jeden přístroj a ten pracoval bez poruchy. S jakou pravděpodobností byl přístroj 1. jakosti? [ 0.76 ] Příklad 4.70 Ocelové odlitky jsou kontrolované rentgenovým přístrojem. Ten odhalí chybu v odlitku s pravděpodobností 0,98 a dobrý odlitek označí jako vadný s pravděpodobností 0,001. Je známo, že se chyba vyskytuje ve 0,3% odlitků. S jakou pravděpodobností je výrobek označený přístrojem za chybný skutečně vadný? [ 0.747 ] Příklad 4.71 Při vyšetřování pacienta je podezření na tři navzájem se vylučující onemocnění. Pravděpodobnost výskytu první choroby je 0,3, druhé 0,5 a třetí 0,2. Laboratorní zkouška je pozitivní u 15% nemocných s první nemocí, 30% nemocných s druhou a 30% nemocných s třetí nemocí. Jaká je pravděpodobnost druhé nemoci, je-li po laboratorním vyšetření výsledek pozitivní? [ 0.588 ] Příklad 4.72 V dílně pracuje 10 dělníků, kteří za směnu vyrobí stejný počet výrobků. Pět z nich vyrobí 96% standardních výrobků, tři 90% a dva 85%. Náhodně vybereme jeden výrobek a ten je standardní. S jakou pravděpodobností jej vyrobila první skupina dělníků? 5 Náhodná veličina [ 0.52 ] Příklad 5.1 V osudí je pět lístků označených čísly 1,2,3,4,5. Najednou vytáhneme tři lístky. Náhodná veličina X udává součet vytažených čísel. Najděte rozdělení této náhodné veličiny. [ viz návody ] Příklad 5.2 Ze společnosti 10 osob, které tvoří 7 mužů a 3 ženy, vybereme náhodně 3 osoby. Náhodná veličina X udává počet žen ve výběru. Najděte rozdělení této náhodné veličiny. [ P (0) = 0.292, P (1) = 0.525, P (2) = 0.175, P (3) = 0.008. ] Příklad 5.3 Automobil postupně projíždí křižovatkami se semafory tak dlouho, dokud ho některý ze semaforů nezastaví. Každý ze semaforů automobil s pravděpodobností 1/3 zastaví a s pravděpodobností 2/3 nechá projet. Náhodná veličina X udává počet křižovatek, kterými automobil projede, než bude zastaven. Najděte její rozdělení. [ P (0) = 0.333, P (1) = 0.222, P (2) = 0.148, P (3) = 0.099P (4) = 0.066,... ] 13

Příklad 5.4 Házíme třema kostkami. Náhodná veličina je dána počtem šestek, které při hodu padly. Najděte rozdělení této náhodné veličiny. [ P (0) = 0.5787, P (1) = 0.3472, P (2) = 0.0694, P (3) = 0.0046. ] Příklad 5.5 Třikrát vystřelíme na cíl. Pravděpodobnost zásahu při každém výstřelu je p = 0, 7. Určete rozdělení pravděpodobnosti počtu zásahů, jestliže výstřely jsou nezávislé. [ P (0) = 0.0270, P (1) = 0.1890, P (2) = 0.4410, P (3) = 0.3430. ] Příklad 5.6 Napište hustotu náhodné veličiny X, řídící se rovnoměrným rozdělením pravděpodobnosti na intervalu 1; 2. [ viz návody ] Příklad 5.7 Náhodná veličina X má rozdělení pravděpodobnosti s hustotou 1 f(x) = c, x (, ). 1 + x2 Určete konstantu c. [ c = 1 π ] Příklad 5.8 Náhodná veličina je dána distribuční funkcí F (x) 0 pro x 0, F (x) = x 2 pro 0 < x 1, 1 pro x > 1. Určete a) hustotu pravděpodobnosti f(x), b) pravděpodobnost P (0, 25 < X < 0, 75). [ a) 2x pro x 0; 1 jinde nula, b) P = 0.5 ] Příklad 5.9 Hustota pravděpodobnosti náhodné veličiny X je dána předpisem 0 pro x 1, f(x) = x 1 2 pro 1 < x 2, 0 pro x > 2. Určete distribuční funkci F (x). [ F (x) = 0.5(x 2 x) pro x 1; 2, vlevo nula, vpravo jedna. ] Příklad 5.10 Distribuční funkce náhodné veličiny X je dána předpisem 0 pro x 0, F (x) = a + b sin x pro 0 < x π 2, 1 pro x > π 2. Určete a) konstanty a, b; b) hustotu pravděpodobnosti f(x); c) pravděpodobnost P (0 < X < π 4 ). [ a) a = 0, b = 1, b) f(x) = cos x pro x 0; π/2, c) P = 14 2 2 ]

Najděte střední hodnotu a rozptyl náhodné veličiny, jejíž rozdělení je dáno tab- Příklad 5.11 ulkou x i 0 1 2 P (x i ) 1/2 1/4 1/4. [ E[X] = 3 11 4, D[X] = 16 ] Příklad 5.12 Najděte střední hodnotu a rozptyl náhodné veličiny X, jejíž hustota je x pro 0 < x 1, f(x) = 2 x pro 1 < x 2, 0 jinde. [ E[X] = 1, D[X] = 1 6 ] 6 Rozdělení Příklad 6.1 Automat vyrobí za minutu 20 součástek. Vadnou součástku vyrobí s pravděpodobností 0.01. Po kolika minutách vyrobí alespoň jednu vadnou součástku s pravděpodobností minimálně 0.8? [ Po osmi minutách. ] Příklad 6.2 Pravděpodobnost, že bude vyroben vadný izolátor, je 0.05. S jakou pravděpodobností budou mezi 80 vyrobenými izolátory 4 vadné? [ 0.195 ] Příklad 6.3 Bylo statisticky zjištěno, že na tisíc metrů určité látky připadá průměrně pět kazů. Pro dodávku bylo připraveno 50 stometrových balíků. Jaký počet bezvadných balíků lze v této dodávce očekávat? [ 30 ] Příklad 6.4 Ze zkušenosti víme, že při normálním chodu stroje je v průměru 0.1% výrobků vadných. Ke stroji nastoupil nový pracovník a z 5 000 výrobků, které zhotovil, bylo 11 vadných. Spadá tento počet do běžného stavu, nebo je vyšší, např. vzhledem k nezkušenosti nového pracovníka? [ Počet vadných výrobků ukazuje na nezkušenost pracovníka. ] 15

7 Limitní věty Příklad 7.1 Pravděpodobnost výskytu jevu v jednom pokusu je 0.3. S jakou pravděpodobností lze tvrdit, že relativní četnost výskytu tohoto jevu je ve 100 pokusech v mezích 0.2 až 0.4? [ 0.97 ] Příklad 7.2 Pravděpodobnost, že se za dobu T porouchá přístroj, je 0.2. S jakou pravděpodobností se za dobu T ze 100 přístrojů porouchá a) alespoň 20, b) méně než 28, c) 14 až 26 přístrojů? [ a) 0.5, b) 0.977, c) 0.866 ] Příklad 7.3 Při jednom pokusu získáme kladný výsledek s pravděpodobností 0.05. Kolik je třeba provést pokusů, abychom s pravděpodobností 0.8 získali alespoň 5 kladných výsledků? [ n = 144 ] 8 Náhodný výběr Příklad 8.1 Určete hodnotu a, pro níž platí P (Z a) = 0, 01, víte-li, že Z N(0 1) a z 0,01 = 2, 326 je kritická hodnota rozdělení. [ a = 2.326 ] Příklad 8.2 Určete hodnotu a, pro níž platí P (Z a) = 0, 99, víte-li, že Z N(0 1) a z 0,01 = 2, 326 je kritická hodnota rozdělení. [ a = 2.326 ] Příklad 8.3 Určete hodnotu a, pro níž platí P (Z > a) = 0, 99, víte-li, že Z N(0 1) a z 0,01 = 2, 326 je kritická hodnota rozdělení. [ a = 2.326 ] Příklad 8.4 Určete hodnotu a, pro níž platí P (X a) = 0, 01, víte-li, že X N(µ σ 2 ), µ = 1, σ 2 = 16 a z 0,01 = 2, 326 je kritická hodnota rozdělení N(0 1). [ a = 8.304 ] 16

Příklad 8.5 Určete hodnotu a, pro níž platí P (X a) = 0, 99, víte-li, že X N(µ σ 2 ), µ = 1, σ 2 = 16 a z 0,01 = 2, 326 je kritická hodnota rozdělení N(0 1). [ a = 10.304 ] Příklad 8.6 Určete hodnotu a, pro níž platí P (X > a) = 0, 99, víte-li, že X N(µ σ 2 ), µ = 1, σ 2 = 16 a z 0,01 = 2, 326 je kritická hodnota rozdělení N(0 1). [ a = 8.304 ] Pravděpodobnost, že náhodná veličina je z intervalu Příklad 8.7 Po silnici se pohybuje kolona 20 vojenských vozidel, která mají vlivem nestejného nákladu, nahuštění pneumatik atd. nestejnou výšku. Ta má normální rozdělení N(µ; σ 2 ), kde µ = 2.93 a σ 2 = 0.002. Výšky automobilů jsou navzájem nezávislé. V cestě stojí most vysoký 3m. Jaká je pravděpodobnost, že a) první vozidlo neprojede, b) náhodně vybrané vozidlo neprojede, c) všichni projedou. [ a) 0.058, b) 0.058, c) 0.296 ] Příklad 8.8 Předpokládáme, že pasažéři letecké společnosti Flyways Airline mají průměrnou váhu 75kg se směrodatnou odchylkou 12.5kg. Letadlo má nosnost 3900kg a kapacitu 50 pasažérů. S jakou pravděpodobností bude letadlo při plném obsazení přetíženo? [ P = 0.045 ] Příklad 8.9 Hmotnost kilového balení má u dobře seřízeného plnícího stroje váhu 1012,5g se směrodatnou odchylkou 7,5g. Kontrola náhodně vybírá několik balení z každé série a zjišt uje, zda jejich průměrná hmotnost je minimálně 1kg. Pokud ne, firma platí pokutu 1500Kč. Jaká je pravděpodobnost pokuty, je-li rozsah výběru a) n = 1 b) n = 4 c) n = 16. [ a) P = 0.048; b) P = 4.10 4 ; c) P. = 0 ] Příklad 8.10 V roce 1975 měli muži v Americe příjem normálně rozdělený se střední hodnotou $10 000 a směrodatnou odchylkou $8 000. a) Náhodně vybereme jednoho muže. Jaká je pravděpodobnost, že se jeho plat bude od střední hodnoty lišit o více než $5 000? b) Provedeme výběr o velikosti n = 100 mužů. Jaká je pravděpodobnost, že se jejich průměrný plat bude od střední hodnoty lišit o více než $5 000? 17 [ a) P = 0.532; b) P =. = 0 ]

9 Vlastnosti bodových odhadů Příklad 9.1 Je dán výběr X = [X 1,..., X n ] z rozdělení s hustotou f(x) = 1 θ e 1 θ x, x > 0, s prvním a druhým obecným momentem µ 1 = θ a µ 2 = 2θ2. Ukažte, že statistika T = X je nestranným a konzistentním odhadem parametru θ. [ T je nestranný i konzistentní odhad ] Příklad 9.2 Je dán výběr X = [X 1,..., X n ] z rozdělení s hustotou f(x) = λe λx, x > 0, s prvním a druhým obecným momentem µ 1 = 1 λ a µ 2 = 2. λ 2 Ukažte, že statistika T = X je nestranným a konzistentním odhadem parametrické funkce 1 λ. [ T je nestranný i konzistentní odhad ] Příklad 9.3 Je dán výběr X = [X 1,..., X n ] z rozdělení s hustotou f(x) = π(1 π) x, x = 0; 1;... ; π (0; 1), s prvním a druhým obecným momentem µ 1 = 1 π π a µ 2 = π2 3π + 2 π 2. Ukažte, že statistika T = X je nestranným a konzistentním odhadem parametrické funkce 1 π π. [ T je nestranný i konzistentní odhad ] Příklad 9.4 Je dán výběr X = [X 1,..., X n ] z rozdělení s hustotou 2 f(x) = π. 1 x 2 σ e 2σ 2, x (0; ), s prvním a druhým obecným momentem µ 1 = σ 2 π a µ 2 = σ2. Ukažte, že statistika T = π 2 X je nestranným a konzistentním odhadem parametru σ. [ T je nestranný i konzistentní odhad ] Příklad 9.5 Je dán výběr X = [X 1,..., X n ] z rozdělení s hustotou f(x) = π x (1 π) 1 x, x {0; 1}, s prvním a druhým obecným momentem µ 1 = π a µ 2 = π. n i=1 a) Ukažte, že statistika T = p = X i n je nestranným a konzistentním odhadem parametru π. b) Ověřte, zda statistika T = n 1 = n i=1 X i je nestranným a konzistentním odhadem parametrické funkce nπ. 18 [ a) ano oba; b) nestr. ano, konz. ne ]

Příklad 9.6 Statistickým průzkumem byl vytvořen výběr 2000 dat x = (x 1,..., x 2000 ). Utvoříme 3 statistiky pro odhad střední hodnoty µ: T 1 : průměr ze všech sudých dat z výběru. T 2 : průměr ze všech lichých dat z výběru. T 3 : průměr z první poloviny dat z výběru. Porovnejte vydatnosti jednotlivých statistik. [ Jsou stejné. ] Příklad 9.7 Pro odhad parametru θ byly vytvořeny tři nestranné a nezávislé statistiky T 1, T 2, T 3, pro něž platí: D[T 1 ] : D[T 2 ] : D[T 3 ] = 2 : 1 : 3. a) Zjistěte, zda statistiky S 1 = 2T 1 T 2 a S 2 = T 1 + T 2 jsou nestranné odhady parametru θ. b) Která ze statistik S 3 = T 1+T 3 2 a S 4 = T 1+T 2 +T 3 3 je vydatnější? [ a) S 1 je, S 2 není nestranná; b) S 4 je vydatnější. ] 10 Konstrukce bodových odhadů Příklad 10.1 Metodou maximální věrohodnosti i momentovou metodou odhadněte parametr δ exponenciálního rozdělení Ex(A, δ) s hustotou f(x) = 1 x A e δ, δ kde je E [X] = δ + A, D [X] = δ 2. [ ˆδ = x A ] Příklad 10.2 Metodou maximální věrohodnosti i momentovou metodou odhadněte parametr π geometrického rozdělení Ge(π) s hustotou f(x) = π(1 π) x, kde je E [X] = 1 π π, D [X] = 1 π π 2. [ ˆπ = 1 x + 1 ] Příklad 10.3 Metodou maximální věrohodnosti i momentovou metodou odhadněte parametr π negativního binomického rozdělení N egbi(π) s hustotou kde je E [X] = n 1 π π, D [X] = n1 π ( ) x + n 1 f(x) = π n (1 π) x, n 1 π 2 [ ˆπ = n x + n ] 19

Příklad 10.4 Metodou maximální věrohodnosti odhadněte parametr ω rozdělení s hustotou pro x > 0, ω > 0, (tady π = 3.14). f(x) = 2ω π ωx 2 e 2 [ ˆω = 1 x 2 ] Příklad 10.5 V určitém obchodě byla sledována doba čekání zákazníka na obsluhu a shromážděna následující data X i hodnota 5 15 25 35 45 55 65 n i četnost 365 245 150 100 70 45 25. Předpokládáme, že doba čekání má exponenciální rozdělení f(x) = 1 δ e x δ, x > 0. Metodou maximální věrohodnosti odhadněte parametr δ (střední doba čekání). [ ˆδ = x = 20 ] Příklad 10.6 Na sérii televizorů se prováděly zkoušky. Na každém televizoru byl zaznamenáván počet poruch za dobu 100 hodin. Předpokládáme, že sledovaný znak (počet poruch / 100 hod.) má Poissonovo rozdělení f(x) = e λ. λx x!. Výsledky měření jsou v tabulce X i hodnota 0 1 2 3 4 5 6 7 n i četnost 199 169 87 31 9 3 1 1. Metodou maximální věrohodnosti odhadněte parametr λ (střední počet poruch za 100 hod. provozu). [ ˆλ = x = 1 ] Příklad 10.7 Při kontrole výrobků se šesti stejnými součástkami byl zjišt ován počet vadných součástek. Výsledky kontroly jsou v tabulce X i hodnota 0 1 2 3 4 5 6 n i četnost 170 356 290 130 33 15 6. Metodou momentů odhadněte parametr π binomického rozdělení náhodné veličiny X - počet vadných součástek výrobku. Pravděpodobnostní funkce binomického rozdělení je ( ) n f(x) = π x (1 π) n x. x [ ˆπ = 0.26 ] 20

Příklad 10.8 Po 10 dnů jsme zaznamenávali počet přetržených nití při šití na stroji. Získali jsme následující údaje x i počet 20 17 21 19 18 17 18 21 20 18. Předpokládáme rovnoměrné rozdělení f(x) = 1 2h Metodou momentů určete parametry µ a h. prox {µ h; µ + h}. [ ˆµ = 18.9, ĥ = 2.5 ] Příklad 10.9 Na 200 vzorcích jsme zjišt ovali koncentraci chemické látky v %. Předpokládáme, že koncentrace má rozdělení N(µ; σ 2 ). Výsledky pokusu jsou v tabulce X i hodnota 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 1,5 1,7 1,9 2,2 2,3 n i četnost 6 9 26 25 30 26 21 24 20 8 5. Metodou momentů odhadněte parametry µ a σ 2. [ ˆµ = 1.266, ˆσ2 = 0.247 ] Příklad 10.10 Předpokládáme, že obsah síry v sebraných vzorcích rudy má rozdělení N(µ; σ 2 ). Výsledky měření jsou v tabulce X i hodnota 32,4 32,8 33,2 33,6 34,0 34,4 34,8 n i četnost 3 7 12 6 6 1 1. Metodou momentů odhadněte parametry µ a σ 2. [ ˆµ = 33.3, ˆσ2 = 0.31 ] 21

Návody k příkladům 11 Popisná statistika Návod 1.1: x = 16.4, y = 15.5, s 2 x = 14.44, s xy = 1.9, s 2 y = 55.25 a výběrové s 2 (x) = 16.04, s(xy) = 2.11, s 2 (y) = 61.39. Návod 1.2: x = 1.85, s x = 0.726, s 2 x = 0.528, výběrové s = 0.73, výběrové s 2 = 0.533, modus ˆx = 2, median x = 2, rozpětí R = 2. Návod 1.3: V pořadí ze zadání: a) 13; 7; 17; 23; 10; 0.584; b) 6; 4; 7; 7; 3; 0.455. Návod 1.4: s = 1.583. n = 50, x = 6.84, ˆx = 5, x = 7.5, x 25 = 5, x 75 = 8, R = 4, IQR = 3, s 2 = 2.505 a 12 Základy kombinatoriky Návod 2.1: 9 9 8 Návod 2.2: 4n 3n 2n 6 Návod 2.3: a) 5 4, b) 10 4, c) 10 8 Návod 2.4: 11 10 = 110; 12 9 = 108 Návod 2.5: V 2 (4) Návod 2.6: V 3 (8) Návod 2.7: V 6 (10) V 5 (9) Návod 2.8: V 1 (4) + V 2 (4) + V 2 (3) Návod 2.9: V 2 (3) V 1 (2) + V 2 (3) Návod 2.10: P (5) P (4) Návod 2.11: 2 P (4) 22

Návod 2.12: a) V 3(5), b) V 5(3) Návod 2.13: V 3(28) V 4(10) Návod 2.14: V 4(2) + V 3(2) + V 2(2) + V 1(2) Návod 2.15: C 2 (6) Návod 2.16: C 2 (10) C 2 (4) + 1 Návod 2.17: C 2 (19) C 1 (12) Návod 2.18: 2 C 2 (32) C 1 (32) Návod 2.19: 8 C 3 (8) Návod 2.20: C 3 (4) C 3 (7) + C 4 (4) C 2 (7) Návod 2.21: C 2 (6) 13 Jevová pravděpodobnost Návod 3.1: a) Ω = {S, R}, A = {, {S}, {R}, {SR}}, E S R P (E) 0.5 0.5 b) Ω = {R, L, N}, A = {, {R}, {L}, {N}, {RL}, {RN}, {LN}, Ω}, c) Ω = {RR, RL, LR, LL}, A - má 2 4 = 16 prvků, E R L N 1 1 1 P (E) 4 4 2 E RR RL LR LL P (E) 1 4 Návod 3.2: a) Ω = {{1, 1}, {1, 2}, {1, 3},..., {6, 6}}, A - má 2 36 = 68 719 476 736 prvků, E {1, 1} {1, 2} {1, 3}... {6, 6} 1 1 1 1 P (E) 36 36 36... 36 b) Ω = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12}, A - má 2 11 = 2048 prvků, E 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 5 4 3 2 1 P (E) 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 1 4 1 4 1 4 Návod 3.3: Společné: Ω = {bb, bm, bz, mm, mz, zz}, A má 2 6 prvků, a) Pravděpodobnost jednoho tahu jsou P (b) = 0.5, P (m) = 0.3, P (z) = 0.2. 23

Odtud např. P (bb) = 0.5 2, P (bm) = 0.5 0.3, atd b) Pravděpodobnosti určíme např pomocí kombinací P (bb) = C2(5) C1(5)C1(3) C 2(10), P (bm) = C 2(10), atd. Návod 3.4: Ω = {0, 1, 2,..., 10}, A má 2 11 prvků, pravděpodobnosti: P (k) = ( 10 k ) ( 1 6) k ( 5 6) 10 k, k = 0, 1,..., 10 14 Klasická a statistická definice pravděpodobnosti Návod 4.1: 1 C 6(46) Návod 4.2: 6 6 3 Návod 4.3: Návod 4.4: Návod 4.5: Návod 4.6: C 2(15) C 1(25) C 3(40) = 2 625 9 880 a) V2(7) V = 21 V2(8)+V2(5) 2(20) 190, b) V 2(20) = 19 95 a) C2(4) C, b) 6 4 C2(6) 2(10) C 2(10), c) C 2(10) V 4(4) 24 V 4 (4) = 256, c) V1(8) 7+V1(5) 7 V 2(20) = 91 380 Návod 4.7: a) P (8) P (3)P (8) P (10), b) P (10) Návod 4.8: Návod 4.9: Návod 4.10: Návod 4.11: Návod 4.12: Návod 4.13: 2P (3) P (3) P (6) P (5) P (8) 2V 2(4) V 3(5) a) C2(4) C 2(32), b) 4V 2 (8) V 2 (32) a) 5C3(95) C4(95) C 4(100), b) 1 C 4(100) P (H R ) množinový diagram Návod 4.14: Návod 4.15: P (C S ) množinový diagram 1 C k(n m) C k (n) Návod 4.16: a) V 2 (6) C2(6) V 2 (10), b) C 2(10) Návod 4.17: a) C2(5) C, b) ( ) 5 2 2(12) 12 24

Návod 4.18: (1 0.1) 4 Návod 4.19: 1 C5(95) C 5(100) Návod 4.20: 1 3 2 3 + 2 1/3 0 ( 1 3 + x)dx Návod 4.21: 2R 2 πr 2 Návod 4.22: 4 6 Návod 4.23: 15 60 Návod 4.24: 0.5 0.1 0.9 0.1 2 0.9 0.1 0.09 x dx Návod 4.25: První dva díly označíme x a y. Příznivé výsledky jsou dány plochou: x d 2, y d 2, y d 2 x. Všechny výsledky plochou: x (0, d), y d x. Návod 4.26: Totéž jako Úloha 4.20. Návod 4.27: Platí P (A B) = P (A) P (B) Návod 4.28: 0.8 0.9 Návod 4.29: (1 0.01) 300 Návod 4.30: a) 0.8 3, b) 0.2 3, c) 0.8 0.2 2, d) 3 (0.8 0.2 2 ) Návod 4.31: 0.4 0.9 Návod 4.32: a) 2 0+1+3 6, b) 18 Návod 4.33: P (S D)P (D) = 0.75(1 0.04) Návod 4.34: 1 (1 0.8)(1 0.7)(1 0.5) 2 Návod 4.35: 5 + 1 3 2 1 5 3 = 1 (1 2 5 )(1 1 3 ) Návod 4.36: (1 0.9)(1 0.8) Návod 4.37: a) 0.99 5, b) 0.01 0.99 4 25

Návod 4.38: a) 0.5(1 0.6)(1 0.8) + (1 0.5)0.6(1 0.8) + (1 0.5)(1 0.6)0.8, b) 1 (1 0.5)(1 0.6)(1 0.8) Návod 4.39: ( 100 ) 3 0.01 3 0.99 97 Návod 4.40: a) ( 5 3 ( 1 2, ( 6) 6) b) 5 ( 5 3 ( 1 ) 2 2) 6) 6 Návod 4.41: ( 20 3 ) 0.08 3 0.92 17 Návod 4.42: a) ( 3 10, ( 4) b) 1 1 ) 10 4 10 3 4 c) ( ) ( 10 3 6 ( 1 4 ( 6 4) 4) + 10 ) ( 3 7 ( 1 3 ( 7 4) 4) + 10 ) ( 3 8 ( 1 ) 2 8 4) 4 ( 1 ) 9 ( 4 45 3 ) 2 ( 1 4 4 ) 8, Návod 4.43: (1 p) 4 = 1 0.59 p = 0.2 Návod 4.44: 0.2 0.7 + 0.1 0.3 Návod 4.45: Možné: RR, RL, LR; příznivé: RR Návod 4.46: 1+5+20 1000 Návod 4.47: 0.8 + 0.9 0.8 0.9 Návod 4.48: 1 0.99 300 Návod 4.49: Použijte vzorce nebo množinový diagram P (A B) = P (A) P (A B) a P (Ā B) = P (A B) = 1 P (A B), Návod 4.50: 1 C6(40)+6C5(40) C 6(46) Návod 4.51: (1 0.1) 3, 0.1 3, 3 0.1(1 0.1) 2, 1 (1 0.1) 3 Návod 4.52: 0.95 0.2 + 0.98 0.8 Návod 4.53: 0.7 + 0.8 0.7 0.8 = 1 0.3 0.2 Návod 4.54: 1 ( ) 2 3 3 Návod 4.55: a) 0.7 0.8 2, b) 1 0.3 0.2 2 Návod 4.56: C 10(85) C + 15C9(85) 10(100) C + C2(15)C8(85) 10(100) C 10(100) 26

Návod 4.57: 1 C3(8) C 3(12) Návod 4.58: 1 5 + V2(4) V 2(5) 1 3 + P (4) V 4(5) 1 Návod 4.59: Návod 4.60: 0.3 + V2(5) V 2(10) 3 8 + V4(5) V 4(10) 1 2 i=1 ( 1 ) 2i 1 ( 2 = 2 1 i i=1 4) = 2 1/4 1 1/4 Návod 4.61: 1 ( ) 5 5 6 Návod 4.62: Návod 4.63: 10 i=5 C i(10)0.25 i 0.75 10 i 5 i=4 C i(5)0.9 i 0.1 5 i Návod 4.64: 0.99 n = 1 0.8 n = 160.14 asi 16 min Návod 4.65: (1 0.3) 5 Návod 4.66: 0.003 2 11 + 0.002 4 11 + 0.004 5 11 Návod 4.67: 0.94 0.5 + 0.9 0.3 + 0.85 0.2 Návod 4.68: 0.6 0.25 + 0.7 0.25 + 0.8 0.25 + 0.9 0.25 Návod 4.69: 0.95 0.7 0.95 0.7+0.7 0.3 Návod 4.70: 0.98 0.003 0.98 0.003+0.001 0.997. Pozn.: odhalí chybu znamená prohlásí za vadný za podmínky, že je v něm chyba. Návod 4.71: 0.3 0.5 0.15 0.3+0.3 0.5+0.3 0.2 Návod 4.72: 0.96 0.5 0.96 0.5+0.9 0.3+0.85 0.2 15 Náhodná veličina Návod 5.1: Návod 5.2: x 6 7 8 9 10 11 12 P (x) 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 P (x) = Cx(3) C3 x(7) C 3(10), x = 0, 1, 2, 3 Návod 5.3: P (x) = 1 3 ( 2 ) x 3, x = 0, 1, 2,... 27

Návod 5.4: P (x) = C x (3) ( 1 6) x ( 5 6) 3 x, x = 0, 1, 2, 3 Návod 5.5: P (x) = C x (3)0.7 x 0.3 3 x, x = 0, 1, 2, 3 Návod 5.6: f(x) = 1 3 pro x [ 1; 2], jinak nula. Návod 5.7: Musí platit: f(x)dx = 1 Návod 5.8: a) Hustota je derivací distribuční funkce. b) P (a < X < b) = F (b) F (a). Návod 5.9: Podle definice je F (x) = x f(ξ)dξ. Integrujeme po částech. Návod 5.10: a) musí platit: F (x) je spojitá, tj. F (0) = 0 a F (π/2) = 1; b) f(x) = ; c) P (X < π/4) = F (π/4) = sin(π/4). df (x) dx Návod 5.11: Pro výpočet použijeme sumaci. Návod 5.12: Pro výpočet použijeme integraci. 16 Rozdělení Návod 6.1: Nezávislé pokusy. Pravděpodobnost n dobrých součástek je (1 0.01) n, a ta se má rovnat 1 0.8. Odtud n log(1 0.8) log(1 0.01) = 160. Tento počet součástek se vyrobí za 8 minut. Návod 6.2: Protože p = 0.05 je malé a n = 80 je velké, lze považovat toto rozdělení za Poissonovo, s parametrem λ = np = 80 0.05 = 4. Z tabulek určíme P (X = 4) = 0.195. Návod 6.3: Náhodnou veličinu definujeme jako počet vad na jednom metru. Ta má Poissonovo rozdělení s parametrem λ = np = 100 0.005 = 0.5. (Jeden balík má 100 m, na jednom metru je kaz s pravděpodobností 0.005). Pravděpodobnost bezvadného balíku (což je vlastně podíl bezvadných balíků v dodávce) je P (X = 0) = λ0 0! exp { λ} = exp { 0.5} =. 0.607. Bezvadných balíků tedy bude 0.607 50 =. 30. Návod 6.4: Pravděpodobnost vadného výrobku je p = 0.001. Počet výrobků n = 5000. Náhodná veličina popisuje běžnou výrobu. Je definována jako počet vadných výrobků ve vyrobených a má Poissonovo rozdělení s λ = np = 5000 0.001 = 5. Pravděpodobnost, že při běžné výrobě bude 11 nebo více zmetků, je P (X 11) = 1 P (X < 11) = 1 F (11) = 0.014. Takto vysoký počet zmetků je tedy za běžných okolností velmi nepravděpodobný. 28

17 Limitní věty Návod 7.1: Zadání: P (p (0.2; 0.4)) = P 0. Normování: Z = p π n. π(1 π) Přepočet a normování: P (p 0.4) = P (Z 2.18) = (1 P 0 )/2 = 0.015. Odtud: P 0 = 0.97. Návod 7.2: Normování: Z = p π n, podíl p = n + /n, kde n + je počet. π(1 π) a) z = 0.2 0.2 0.28 0.2 0.46 10 = 0.5, P (Z > 0) = 0.5. b) Z = 0.46 10 = 1.74, P (Z < 1.74) = 0.959. c) Z 1 = 0.17 0.2 0.46 10 = 1.3; Z 1 = 0.26 0.2 0.46 10 = 1.3, P (Z ( 1.3; 1.3)) = 1 2 P (Z > 1.3) = 1 2 0.097 = 0.806. Návod 7.3: Normování: Z = n+ nπ. nπ(1 π) Zadání a normované zadání: P (n + 5) = P n 2 213.4n + 10000 = 0 n. = 144. ( Z ) n+ 5n = 0.8. Odtud n+ 5n = z 0.8 = 0.84 nπ(1 π) nπ(1 π) 18 Náhodný výběr Návod 8.1: a je 0.01-kritická hodnota, tj. minus 0.01-kvantil. Návod 8.2: a je 0.99-kritická hodnota, tj. 0.01-kvantil. Návod 8.3: a je 0.99-kvantil, tj. minus 0.01-kvantil. Návod 8.4: P (X a) = 0.01 }{{} normování Návod 8.5: P (X a) = 0.99 }{{} normování Návod 8.6: P (X > a) = 0.99 }{{} normování P ( ) Z a 1 4 = 0.01 a 1 4 = ζ 0.01 = 2.326. P ( ) Z a 1 4 = 0.99 a 1 4 = ζ 0.99 = 2.326. P ( ) Z > a 1 4 = 0.99 a 1 4 = z 0.99 = 2.326. Návod 8.7: a) P (X > 3) = P (Z > 3 2.93 0.002 ) = P (Z > 1.565) = 0.058; b) totéž jako předchozí, c) P ( jeden projede ) = 1 P (X > 3) = 0.941; P ( všichni projedou ) = 0.941 20 = 0.296. Návod 8.8: Náhodná veličina S - součet vah pasažérů má normální rozdělení se střední hodnotou nµ = 50 75, a rozptylem nσ = 5012.5 ( ) ( ) Hledáme P (S > 3900) }{{} = P Z > S nµ nσ = P Z > 3900 50 75 12.5 = P (Z > 1.697) = 0.045. 50 normování Návod 8.9: X hmotnost ( balení ) N(µ; σ 2 ), µ = 1012.5, σ = 7.5. Průměrná váha výběru X N µ, σ2 n ( Počítáme: P (X > 1000) = P Z > X µ ) σ n pro n = 1, 4, 16. Návod 8.10: X - plat N(10000, 8000 2 ). 29

a) Náhodná veličina: P ( X 10000 > 5000) = 2P (X > 15000) = }{{} b) Výběr: ( P ( X 10000 > 5000) = 2P Z > X µ σ normování 2P ( ) Z > 15000 10000 8000 = 0.532 ) n = 2P ( ) Z > 15000 10000. 8000 100 = 0. 19 Vlastnosti bodových odhadů Návod 9.1: Nestr.: E[T ] = µ 1 = θ. Konz.: D[X] = µ 2 µ 2 1 = 2θ 2 θ 2 = θ 2 ; D[T ] = D[X]/n = θ 2 /n 0 pro n. Návod 9.2: Nestr.: E[T ] = µ 1 = 1/λ. Konz.: D[X] = µ 2 µ 2 1 = 2(1/λ) 2 (1/λ) 2 = (1/λ) 2 ; D[T ] = D[X]/n = (1/λ) 2 /n 0 pro n. Návod 9.3: n. Nestr.: E[T ] = µ 1 = 1 π π. Konz.: D[X] = µ 2 µ 2 1 = 1 π π ; D[T ] = D[X]/n 0 pro 2 Návod 9.4: Nestr.: E[T ] = n. 2 π µ 1 = σ. Konz.: D[X] = µ 2 µ 2 1 = π 2 π σ2 ; D[T ] = D[X]/n 0 pro Návod 9.5: a) E[T ] = µ 1 = π; D[T ] = D[X]/n = π(1 π)/n 0 pro n b) E[T ] = nπ; D[T ] = nd[x] = nπ(1 π) pro n. Návod 9.6: Výběrový průměr je nestranný odhad střední hodnoty. Proto je jeho vydatnost dána rozptylem. Ten je D[T ] = D[X]/n úměrný počtu dat, který je ve všech výběrech stejný. Návod 9.7: a) E[S 1 ] = 2E[T 1 ] E[T 2 ] = 2θ θ = θ, E[S 2 ] = E[T 1 ] + E[T 2 ] = θ + θ = 2θ; b) Označíme: D[T 2 ] = σ 2 D[T 1 ] = 2σ 2, D[T 3 ] = 3σ 2. Potom D[S 3 ] = D [ ] T 1+T 3 2 = 1 4 (D[T 1] + D[T 3 ]) = 5 4 σ2 ; D[S 4 ] = D [ T 1+T 2+T 3 ] 3 = 1 9 (D[T 1] + D[T 2 ] + D[T 3 ]) = 2 3 σ2. 20 Konstrukce bodových odhadů Návod 10.1: Q = 1 δ ; U = x A; S = n(x A); R = ln δ Návod 10.2: Q = ln(1 π); U = x; S = nx; R = ln π Návod 10.3: Q = ln(1 π); U = x; S = nx; R = n ln π Návod 10.4: Q = ω 2 ; U = x2 ; S = nx 2 ; R = 0.5 ln ω 30

Návod 10.5: Q = 1 δ ; U = x; S = nx; R = ln δ Návod 10.6: Q = ln λ; U = x; S = nx; R = λ Návod 10.7: f(x) = ( 6 x) π x (1 π) 6 x, x = 0, 1,..., 6; E[X] = 6π; x = 1.56 Návod 10.8: µ 1 = µ; µ 2 = µ 2 + h 2 /3; M 1 = x = 18.9; M 2 = 359.3; rovnice: ˆµ = x; ˆµ 2 + h2 3 = M 2 ˆµ = x; ĥ = 3(M 2 ˆµ2 ) Návod 10.9: µ 1 = µ; µ 2 = σ 2 + ˆµ 2 ; M 1 = x = 1.266; M 2 = 1.85; rovnice: ˆµ = x; σ 2 + ˆµ 2 = M 2 ˆµ = x; ˆσ2 = M 2 ˆµ 2 Návod 10.10: µ 1 = µ; µ 2 = σ 2 + ˆµ 2 ; M 1 = x = 33.3; M 2 = 1111.4; rovnice: ˆµ = x; σ 2 + ˆµ 2 = M 2 ˆµ = x; ˆσ2 = M 2 ˆµ 2 31