42
STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 1 7 . اﻻﺣﺘﻤﺎﻟﻴﺔ اﻟﺘﻮزﻳﻌﺎت و اﻟﻌﺸﻮاﺋﻴﺔ اﻟﻤﺘﻐﻴﺮات ﺗﻌﺎرﻳﻒ وﻣﺼﻄﻠﺤﺎت واﻟﻤﻨﻔﺼﻞ اﻟﻤﺘﺼﻞ اﻟﻌﺸﻮاﺋﻲ اﻟﻤﺘﻐﻴﺮ اﻟﻌﺸﻮاﺋﻴﺔ ﻟﻠﻤﺘﻐﻴﺮات واﻟﺘﺒﺎﻳﻦ اﻟﺘﻮﻗﻊ اﻻﺣﺘﻤﺎﻟﻴﺔ اﻟﻜﺜﺎﻓﺔ وداﻟﺔ اﻻﺣﺘﻤﺎﻟﻴﺔ اﻟﻜﺘﻠﺔ داﻟﺔ وﺧﻮاﺻﻪ اﻟﺤﺪﻳﻦ ذو ﺗﻮزﻳﻊ وﺧﻮاﺻﻪ اﻟﻄﺒﻴﻌﻲ اﻟﺘﻮزﻳﻊ

Lec13 Random Variables

Embed Size (px)

DESCRIPTION

lecture notes

Citation preview

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 1

المتغيرات العشوائية و التوزيعات االحتمالية . 7

ومصطلحاتتعاريف▪المتغير العشوائي المتصل والمنفصل ▪التوقع والتباين للمتغيرات العشوائية▪دالة الكتلة االحتمالية ودالة الكثافة االحتمالية ▪توزيع ذو الحدين وخواصه ▪التوزيع الطبيعي وخواصه ▪

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 2

مقدمة 1.7 وصفية الحوادث ▪

T أو H: حادثة رمي قطعة النقود •ناجح أو راسب: حادثة نتيجة الطالب •مشمس أو غائم أو ممطر: حادثة حالة الجو •صعوبة التحليل رياضيا : وصف ▪عناصر قيم حقيقية عناصر الحادثة ▪

صفيةH , T: النقود P , F: الطالب

الجو متغير عشوائي

:S , C , R

قيم حقيقية 0 , 1 , 2.5 , −1 , . . . .

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 3

المتغير العشوائي 2.7 :تعريف

هو تمثيل S المعرف على فضاء العينة Xالمتغير العشوائي بحيث يعطي المتغير Sلعناصر فراغ العينة ) آمي (حقيقي

.S قيمة وحيدة لكل عنصر في Xالعشوائي

: أنواع المتغيرات Discrete Random Variables) متقطعة(متغيرات عشوائية منفصلة 1.

في تجربة رمي قطعة نقود Hعدد مرات ظهور ▪عدد الزبائن الذين يدخلون مرآز تسويق في الساعة ▪

Continuous Random Variables) مستمرة(متغيرات عشوائية متصلة 2.زمن خدمة العميل في بنك ▪وزن المولود الجديد ▪

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 4

المتغير العشوائي 2.7 :1مثال

على أنه عدد Xوعرف المتغير العشوائي . رمية قطعة نقود متزنة مرة واحد .Hمرات ظهور

S = {H,T}فراغ العينة X = عدد مرات ظهورH

X ∈ { 0 , 1 }

فراغ العينةS

H •

T •

األعداد الحقيقية R0-1 1

X(H)

X(T)

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 5

المتغير العشوائي 2.7 :2مثال

على أنه Xوعرف المتغير العشوائي . رمية قطعة نقود متزنة ثالث مرات .Hعدد مرات ظهور

X = عدد مرات ظهورH

X(HHH) = 3X(HHT, HTH, THH) = 2X(HTT, THT, TTH) = 1

X(TTT) = 0

X ∈ { 0 , 1 , 2 , 3 }فراغ العينة

Sاألعداد الحقيقية

R0-1 1

HHH •HHT •HTH •HTT •THH •THT •TTH •TTT •

2 3

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 6

المتغير العشوائي 2.7 :3مثال

وعاء يحتوي على ثالث آرات بيضاء متماثلة وخمس آرات حمراء متماثلة . سحبت ثالث آرات متتالية بشكل عشوائي

. عدد الكرات البيضاء في السحبات الثالث = Xالمتغير العشوائي X ∈ { 0 , 1 , 2 , 3 }

. عدد الكرات الحمراء في السحبات الثالث = Yالمتغير العشوائي Y ∈ { 0 , 1 , 2 , 3 }

. آرات متتالية بشكل عشوائي 4سحبت . عدد الكرات البيضاء في السحبات األربع = Xالمتغير العشوائي

X ∈ { 0 , 1 , 2 , 3 }

. سحبت آرتين متتاليتين بشكل عشوائي . عدد الكرات البيضاء في السحبتين = Xالمتغير العشوائي

X ∈ { 0 , 1 , 2 }

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 7

المتغير العشوائي 2.7 :حساب االحتماالت للمتغير العشوائي

x = P(X = x) القيمة Xاحتمال أن يأخذ المتغير العشوائي

x التي لها صورة Sمجموع احتماالت عناصر P(X = x) = ∑ P(w: X(w) = x)

w1 , w2 , w3 عناصر في فضاء العينة S : P(w1) , P(w2) , P(w3) احتماالتها

w1صور , w2 , w3 بالمتغير العشوائيX هي : X(w1 , w2 , w3) = x

= P(w1) + P(w2) + P(w3) P( X = x ) فإن

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 8

المتغير العشوائي 2.7 :1مثال

على أنه Xوعرف المتغير العشوائي . رمية قطعة نقود متزنة مرة واحدة Hعدد مرات ظهور = H. Xعدد مرات ظهور

X ∈ { 0 , 1}

X(H) = 1⇒ P(X=1) = P(H) = 1/2

X(T) = 0⇒ P(X=0) = P(T) = 1/2

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 9

المتغير العشوائي 2.7 :2مثال

Hعدد مرات ظهور = X. رمية قطعة نقود متزنة ثالث مرات X ∈ { 0 , 1 , 2 , 3 }

X(HHH) = 3⇒ P(X=3) = P(HHH) = 1/8

X(HHT, HTH, THH) = 2 ⇒ P(X=2) = P(HHT) + P(HTH) + P(THH) = 3/8

X(HTT, THT, TTH) = 1⇒ P(X=1) = P(HTT) + P(THT) + P(TTH) = 3/8

X(TTT) = 0⇒ P(X=0) = P(TTT) = 1/8

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 10

المتغير العشوائي 2.7 :3مثال

وعاء يحتوي على ثالث آرات بيضاء متماثلة وخمس آرات حمراء متماثلة عدد الكرات = X المتغير العشوائي .سحبت ثالث آرات متتالية بشكل عشوائي

. البيضاء في السحبات الثالث X ∈ { 0 , 1 , 2 , 3 }

X(WWW) = 3⇒ P(X=3) = P(WWW) = 6/336

X(WWR, WRW, RWW) = 2 ⇒ P(X=2) = P(WWR) + P(WRW) + P(RWW) = 90/336

X(WRR, RWR, RRW) = 1⇒ P(X=1) = P(WRR) + P(RWR) + P(RRW) = 180/336

X(RRR) = 0⇒ P(X=0) = P(RRR) = 60/336

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 11

المتغير العشوائي 2.7 :3مثال

P(X=3) = P(WWW) = 6/336

P(X=2) = P(WWR) + P(WRW) + P(RWW) = 90/336

P(X=1) = P(WRR) + P(RWR) + P(RRW) = 180/336

P(X=0) = P(RRR) = 60/336

(3)(2)(1)=

(8)(7)(6)

(3)(2)(5)=

(8)(7)(6)(5)(3)(2)

+(8)(7)(6)

(3)(5)(2)+

(8)(7)(6)

(3)(5)(4)=

(8)(7)(6)(5)(4)(3)

+(8)(7)(6)

(5)(3)(4)+

(8)(7)(6)

(3)(2)(1)=

(8)(7)(6)

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 12

المتغير العشوائي 2.7 :العمليات على المتغير العشوائي

:2مثال Hعدد مرات ظهور = X. رمية قطعة نقود متزنة ثالث مرات

X ∈ { 0 , 1 , 2 , 3 } P(X=3) = 1/8 , P(X=2) = 3/8 , P(X=1) = 3/8 , P(X=0) = 1/8

P(X > 2) = P(X=3) = 1/8P(X ≥ 2) = P(X=2) + P(X=3) = 3/8 + 1/8 = 4/8 P(X ≠ 1) = P(X=0) + P(X=2) + P(X=3) = 1/8 + 3/8 + 1/8 = 5/8P(X ≤ 6) = P(X=0) + P(X=1) + P(X=2) + P(X=3) = 1P(0 < X < 3) = P(X=1) + P(X=2) = 3/8 + 3/8 = 6/8P( X < 0) = 0P( X ≤ 0) = P(X=0) = 1/8

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 13

المتغير العشوائي 2.7 آرات 3سحبت . آرات حمراء متماثلة 5آرات بيضاء متماثلة و 3 :3مثال ∋ X. عدد الكرات البيضاء في السحبات الثالث = Xمتتالية { 0 , 1 , 2 , 3 }

P(X=1) =180/336,P(X=0) = 60/336P(X=2) = 90/336 , P(X=3) = 6/336

.احتمال ظهور آرة بيضاء على األقل . 1P(X ≥ 1) = P(X=1)+P(X=2)+P(X=3) = (180+90+6)/336 = 276/336

.احتمال ظهور آرة بيضاء على األآثر . 2P(X ≤ 1) = P(X=0)+P(X=1) = (60+180)/336 = 240/336

.احتمال ظهور آرة واحدة حمراء فقط . 3P( آرة حمراء) = P( آرتين بيضاء) = P(X = 2) = 90/336

احتمال ظهور آرة حمراء على األقل . 4P( 1≤الكرات الحمراء)= P(الكرات الحمراء = 1)+P( 2=الكرات الحمراء) + P( الكرات الحمراء = 3)

= P(X=2)+(X=1)+P(X=0) = (60+180+90)/336 = 330/336

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 14

) المنفصل( المتغير العشوائي المتقطع 3.7تعريف

القيم الممكنة للمتغير متقطعة أو قابلة للعد

: أمثلة X ∈ قيم صحيحة موجبه منتهية { 4 , 3 , 2 , 1 , 0 }Y ∈ { −1, −2 , 0 , 1 , 2 , 3 } قيم صحيحة منتهية Z ∈ { 0 , 2 , 4 , 6 , . . . . } غيرمنتهيةقيم صحيحة موجبه M ∈ { −1.2 , −0.31 , 2 , 3.5 , 4.31 } قيم حقيقية منتهية T ∈ { 0 , 0.5 , 1 , 1.5 , 2 , 2.5 , . . . . } غيرمنتهيةقيم حقيقية

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 15

)المنفصل( المتغير العشوائي المتقطع 3.7:رمية قطعة نقود ثالث مرات أوجد قيم المتغيرات التالية : مثال

Hعدد مرات ظهور = Xالمتغير العشوائي Hنصف عدد مرات ظهور = Yالمتغير العشوائي Hالجذر التربيعي لعدد مرات ظهور = Zالمتغير العشوائي T مطروحا منه عدد مرات ظهور Hعدد مرات ظهور = Tالمتغير العشوائي

Sفراغ العينة X(w) Y(w) Z(w) T(w)HHH 3 1.5 1.732 3HHT 2 1 1.414 1HTH 2 1 1.414 1HTT 1 0.5 1 −1THH 2 1 1.414 1THT 1 0.5 1 −1TTH 1 0.5 1 −1TTT 0 0 0 −3

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 16

)المنفصل( المتغير العشوائي المتقطع 3.7:رمية قطعة نقود ثالث مرات أوجد قيم المتغيرات التالية : مثال

Hعدد مرات ظهور = Xالمتغير العشوائي Hنصف عدد مرات ظهور = Yالمتغير العشوائي Hالجذر التربيعي لعدد مرات ظهور = Zالمتغير العشوائي T مطروحا منه عدد مرات ظهور Hعدد مرات ظهور = Tالمتغير العشوائي

X ∈ {0 , 1 , 2 , 3 }

Y ∈ {0 , 0.5 , 1 , 1.5 }

Z ∈ {0 , 1 , 1.414 , 1.732 }

T ∈ {−3, −1 , 1 , 3 }

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 17

)المنفصل( المتغير العشوائي المتقطع 3.7رمية قطعة نقود متزنة ثالث مرات متتالية أوجد احتماالت : مثال

Hعدد مرات ظهور = Xنقاط العينة و قيم نقاط العينة للمتغير العشوائي P(H) = 0.5 ⇐قطعة النقود متزنة

× P(HHH) = P(H)×P(H) ⇐الرميات متتالية ومستقلة P(H) = 0.53

Sفراغ العينة X(w) P(w)HHH 3 P(H)×P(H)×P(H) = (0.5)3 = 0.125HHT 2 P(H)×P(H)×P(T) = (0.5)3 = 0.125HTH 2 P(H)×P(T)×P(H) = (0.5)3 = 0.125HTT 1 P(H)×P(T)×P(T) = (0.5)3 = 0.125THH 2 P(T)×P(H)×P(H) = (0.5)3 = 0.125THT 1 P(T)×P(H)×P(T) = (0.5)3 = 0.125TTH 1 P(T)×P(T)×P(H) = (0.5)3 = 0.125TTT 0 P(T)×P(T)×P(T) = (0.5)3 = 0.125

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 18

)المنفصل( المتغير العشوائي المتقطع 3.7 = H ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنة رمية قطعة نقود : مثال أوجد احتماالت نقاط العينة و قيم نقاط العينة للمتغير العشوائي 0.6

X = عدد مرات ظهورH و الرميات متتالية ومستقلةP(H) = 0.6 ⇐قطعة النقود متزنة

Sفراغ العينة X(w) P(w)HHH 3 P(H)×P(H)×P(H) = (0.6)3 = 0.216HHT 2 P(H)×P(H)×P(T) = (0.6)2(0.4)1 = 0.144HTH 2 P(H)×P(T)×P(H) = (0.6)2(0.4)1 = 0.144HTT 1 P(H)×P(T)×P(T) = (0.6)1(0.4)2 = 0.096THH 2 P(T)×P(H)×P(H) = (0.6)2(0.4)1 = 0.144THT 1 P(T)×P(H)×P(T) = (0.6)1(0.4)2 = 0.096TTH 1 P(T)×P(T)×P(H) = (0.6)1(0.4)2 = 0.096TTT 0 P(T)×P(T)×P(T) = (0.4)3 = 0.064

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 19

)المنفصل( المتغير العشوائي المتقطع 3.7 = H ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنة رمية قطعة نقود : مثال أوجد احتماالت نقاط العينة و قيم نقاط العينة للمتغير العشوائي 0.6

Y = مربع عدد مرات ظهورH و الرميات متتالية ومستقلةP(H) = 0.6 ⇐قطعة النقود متزنة

Sفراغ العينة Y(w) P(w)HHH 9 P(H)×P(H)×P(H) = (0.6)3 = 0.216HHT 4 P(H)×P(H)×P(T) = (0.6)2(0.4)1 = 0.144HTH 4 P(H)×P(T)×P(H) = (0.6)2(0.4)1 = 0.144HTT 1 P(H)×P(T)×P(T) = (0.6)1(0.4)2 = 0.096THH 4 P(T)×P(H)×P(H) = (0.6)2(0.4)1 = 0.144THT 1 P(T)×P(H)×P(T) = (0.6)1(0.4)2 = 0.096TTH 1 P(T)×P(T)×P(H) = (0.6)1(0.4)2 = 0.096TTT 0 P(T)×P(T)×P(T) = (0.4)3 = 0.064

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 20

دالة الكتلة االحتمالية 1.3.7تعريف

دالة االحتماالت المرافقة لكل قيمة من قيم المتغير العشوائي المتقطع

fX(x) = P(X = x ), if x∈X(S)0, if x∉X(S)

⎛⎨⎝

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 21

دالة الكتلة االحتمالية 1.3.7رمية قطعة نقود متزنة ثالث مرات متتالية أوجد دالة الكتلة : مثال

Hعدد مرات ظهور = X االحتمالية للمتغير العشوائي

Sفراغ العينة X(w) P(w)HHH 3 0.125HHT 2 0.125HTH 2 0.125HTT 1 0.125THH 2 0.125THT 1 0.125TTH 1 0.125TTT 0 0.125

X X(w) fx(X)0 TTT 0.1251 HTT , THT , TTH 0.3752 HHT , HTH , THH 0.3753 HHH 0.125

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 22

دالة الكتلة االحتمالية 1.3.7 = H ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنة رمية قطعة نقود : مثال عدد مرات = X أوجد دالة الكتلة االحتمالية للمتغير العشوائي 0.6

Hظهور

Sفراغ العينة X(w) P(w)HHH 3 0.216HHT 2 0.144HTH 2 0.144HTT 1 0.096THH 2 0.144THT 1 0.096TTH 1 0.096TTT 0 0.064

X X(w) fx(X)0 TTT 0.0641 HTT , THT , TTH 0.2882 HHT , HTH , THH 0.4323 HHH 0.216

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 23

دالة الكتلة االحتمالية 1.3.7fx(x)خواص

0 ≤ fX(x) ≤ 1

∑ fX(x) = 1

P(X∈A) = ∑ fX(x) = ∑ P(X = x)

∀x

x∈A x∈A

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 24

دالة الكتلة االحتمالية 1.3.7 = H ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنة رمية قطعة نقود : مثال عدد مرات = X أوجد دالة الكتلة االحتمالية للمتغير العشوائي 0.6

Hظهور

X X(w) fx(X)0 TTT 0.2161 HTT , THT , TTH 0.2882 HHT , HTH , THH 0.4323 HHH 0.064

∑ fX(x) = 1

≤ 1≥ 0

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 25

دالة الكتلة االحتمالية 1.3.7:مثال

وعاء يحتوي على ثالث آرات بيضاء متماثلة وخمس آرات حمراء متماثلة المتغير العشوائي .سحبت ثالث آرات متتالية بشكل عشوائي

X = عدد الكرات البيضاء في السحبات الثالث .X ∈ { 0 , 1 , 2 , 3 }

: Xدالة الكتلة االحتمالية لـ fX(3)=P(X=3) = P(WWW) = 6/336fX(2)=P(X=2) = P(WWR) + P(WRW) + P(RWW) = 90/336fX(1) = P(X=1) = P(WRR) + P(RWR) + P(RRW) = 180/336fX(0) = P(X=0) = P(RRR) = 60/336

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 26

دالة الكتلة االحتمالية 1.3.7:مثال

وعاء يحتوي على ثالث آرات بيضاء متماثلة وخمس آرات حمراء متماثلة المتغير العشوائي .سحبت ثالث آرات متتالية بشكل عشوائي

Y = ضعف عدد الكرات البيضاء في السحبات الثالث .Y ∈ { 0 , 2 , 4 , 6 }

: Yدالة الكتلة االحتمالية لـ fY(6) = P(Y=6) = P(WWW) = 6/336fY(4) = P(Y=4) = P(WWR) + P(WRW)+ P(RWW) = 90/336fY(2) = P(Y=2) = P(WRR) + P(RWR) + P(RRW) = 180/336fY(0) = P(Y=0) = P(RRR) = 60/336

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 27

للمتغير العشوائي المتقطع ) المتوسط ( التوقع 2.3.7X متغير عشوائي متقطع

X ∈{ x1, x2 , x3 , . . . }fX(x) هي Xدالة الكتلة االحتمالية لـ

X = E[X] = µXلـ ) المتوسط ( القيمة المتوقعة

µX = E[X] = ∑ x.fX(x) = ∑x.P(X=x)

= x1fX(x1) + x2fX(x2) + x3fX(x3) + . . .

∀x∈X(S) ∀x∈X(S)

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 28

للمتغير العشوائي المتقطع ) المتوسط ( التوقع 2.3.7

الوسط الحسابي المرجح

القيمة المتوقعة

∑ xi . wi∀i

µX = E[X] = ∑ x . fX(x)∀x∈X(S)

القيم األوزان

Xw =

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 29

للمتغير العشوائي المتقطع ) المتوسط ( التوقع 2.3.7رمية قطعة نقود متزنة ثالث مرات متتالية أوجد القيمة المتوقعة : مثال

Hعدد مرات ظهور = X للمتغير العشوائي

µX = E[X] = 0.fX(0) + 1.fX(1) + 2.fX(2) + 3.fX(3) = 0.(0.125) + 1.(0.325) + 2.(0.325) + 3.(0.125)= 0 + 0.375 + 0.65 + 0.375 = 1.50

X fx(X)0 0.1251 0.3752 0.3753 0.125

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 30

للمتغير العشوائي المتقطع ) المتوسط ( التوقع 2.3.7 H = 0.6 ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنةرمية قطعة نقود : مثال

Hعدد مرات ظهور = X للمتغير العشوائيالمتوقةأوجد القيمة

µX = E[X] = 0.fX(0) + 1.fX(1) + 2.fX(2) + 3.fX(3) = 0 + 0.288 + 0.864 + 0.648 = 1.80

X fx(X) x . fx(X)0 0.064

0.2880.4320.216

0.001 0.2882 0.8643 0.648

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 31

للمتغير العشوائي المتقطع ) المتوسط ( التوقع 2.3.7:خواص التوقع

المتغير العشوائي بهاالتوقع يتأثر جبريا بنفس الطريقة التي يتأثر

ثوابتb وa متغير عشوائي متقطع و Xإذا آان E[a] = a

E[ X±b ] = E[X] ± b E[ aX ] = a E[X]

E[ aX±b ] = aE[X] ± b

(.)g فإن القيمة المتوقعة لـ g(X)ألي دالة حقيقية في المتغير العشوائي E[g(X)] = ∑g(x).fX(x)

∀x∈X(S)

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 32

للمتغير العشوائي المتقطع ) المتوسط ( التوقع 2.3.7 H = 0.6 ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنةرمية قطعة نقود : مثال

Hنصف عدد مرات ظهور = Y أوجد القيمة المتوقعة للمتغير العشوائي

H ⇐ Y = 0.5 Xعدد مرات ظهور = Xعلما بأن µX = E[X] = 0.fX(0) + 1.fX(1) + 2.fX(2) + 3.fX(3)

= 0 + 0.288 + 0.864 + 0.648 = 1.80⇒ µY = E[Y] = E[0.5 X] = 0.5 E[X] = 0.5(1.8) = 0.9

X fx(X) Y0.064 0

0.51

1.5

0.2880.4320.216

y . fY(y)0 0.001 0.1442 0.4323 0.324

E[Y] = 0 + 0.144 + 0.432 + 0.324 = 0.9

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 33

للمتغير العشوائي المتقطع ) المتوسط ( التوقع 2.3.7 H = 0.6 ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنةرمية قطعة نقود : مثال

Hمكعب عدد مرات ظهور = Zأوجد القيمة المتوقعة للمتغير العشوائي

H ⇐ Y = X3عدد مرات ظهور = Xعلما بأن

⇒ µZ = E[Z] = E[X3] = ∑x3 fX(x)

X fx(X) X3

0.064 01827

0.2880.4320.216

x3 . fX(x)0 0.001 0.2882 3.4563 5.832

E[Z] = 0 + 0.288 + 3.456 + 5.832 = 12.168

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 34

التباين للمتغير العشوائي المتقطع 3.3.7X متغير عشوائي متقطع

X ∈{ x1, x2 , x3 , . . . }fX(x) هي Xدالة الكتلة االحتمالية لـ

X = Var[X] = σ2التباين لـ X

σ2X = Var[X] = E[(X− µX)2]

= ∑ (X− µX)2 P(X=x) ∀x∈X(S)

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 35

التباين للمتغير العشوائي المتقطع 3.3.7نتيجة

المعياري اإلنحراف

σ2X = Var[X] = E[(X− µX)2]

= E[X2] − (µX)2

σX = SD [X] = ( Var[X] )½

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 36

التباين للمتغير العشوائي المتقطع 3.3.7 H = 0.6 ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنةرمية قطعة نقود : مثال

Hعدد مرات ظهور = X أوجد القيمة التباين للمتغير العشوائي

µX = E[X] = 1.80σ2

X = Var[X] = ∑ (X− µX)2 P(X=x) = 0.72

X fx(X) x . fx(x) (x − µx)2 (x − µx)2 fx(x)0.00 3.24

0.640.041.44

0.2880.207360.184320.017280.864

0.648 0.31104

0.0640.2880.4320.216

0123

σ2X = Var[X] = E[(X− µX)2]

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 37

التباين للمتغير العشوائي المتقطع 3.3.7 H = 0.6 ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنةرمية قطعة نقود : مثال

Hعدد مرات ظهور = X أوجد القيمة التباين للمتغير العشوائي

µX = E[X] = 1.80σ2

X = Var[X] = E[X2] − (µX)2 = 3.96 − 3.24 = 0.72σX = SD[X] = ( Var[X] )½ = ( 0.72 ) ½ = 0.8485

X fx(X) x . fx(x) x2 fx(x)0.00 0

0.2881.7281.944

0.2880.8640.648

0.0640.2880.4320.216

0123

σ2X = E[X2] − (µX)2

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 38

التباين للمتغير العشوائي المتقطع 3.3.7:خواص التباين

ال يتأثر بجمع أو طرح ثابت من المتغير العشوائي يتأثر بالضرب بمربع الثابت عند ضرب المتغير العشوائي في ثابت

ثوابتb وa متغير عشوائي متقطع و Xإذا آان Var[a] = 0

Var[ X ± b ] = Var[X]Var[ aX ] = a2 Var[X]

Var[ aX±b ] = a2 Var[X]

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 39

التباين للمتغير العشوائي المتقطع 3.3.7 H = 0.6 ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنةرمية قطعة نقود : مثال

H +2عدد مرات ظهور = Y أوجد القيمة التباين للمتغير العشوائي Hعدد مرات ظهور = Xإذا آان

فإنµX = E[X] = 1.80σ2

X = Var[X] = ∑ (X− µX)2 P(X=x) = 0.72

Y = X+2Var[Y] = Var[X+2] = 0.72

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 40

التباين للمتغير العشوائي المتقطع 3.3.7 H = 0.6 ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنةرمية قطعة نقود : مثال

H أضعاف عدد مرات ظهور Y = 3 أوجد القيمة التباين للمتغير العشوائي Hعدد مرات ظهور = Xإذا آان

فإنµX = E[X] = 1.80σ2

X = Var[X] = ∑ (X− µX)2 P(X=x) = 0.72

Y = 3XVar[Y] = Var[3X] = 32 Var[X] = 9(0.72) = 6.48

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 41

التباين للمتغير العشوائي المتقطع 3.3.7 H = 0.6 ثالث مرات متتالية باحتمال غيرمتزنةرمية قطعة نقود : مثال

أوجد القيمة التباين للمتغير العشوائي Y = 3 أضعاف عدد مرات ظهور H+100

Hعدد مرات ظهور = Xإذا آان فإن

µX = E[X] = 1.80σ2

X = Var[X] = ∑ (X− µX)2 P(X=x) = 0.72

Y = 3X + 100Var[Y] = Var[3X+100] = (32) Var[X] = 9 (0.72) = 6.48

STAT101-Dr.Khalid Al-Nowibet 42

التباين للمتغير العشوائي المتقطع 3.3.7إذا آان . 40 والتباين 50 له التوقع Yمتغير عشوائي متقطع : مثال

: معرف آالتالي Xالمتغير العشوائي Y = 3 X − 2

Xأوجد التوقع والتباين لـ µY = E[X] = 50 σ2

Y = Var[X] = 40

Y = 3X −2 ⇒ X = (Y+2)/3E[X] = E[(Y+2)/3] = ( E[Y] +2)/3 = ( 50+2)/3 = 17.333

Var[X] = Var[(Y+2)/3] = (1/32) Var[Y] = (1/9) (40)= 4.44