Чтобы решить эту задачу, давайте сначала определим вероятности для каждой возможной исхода игры:
- Выигрыш (W): вероятность выигрыша: \(P(W) = 0.3\)
- Ничья (D): вероятность ничьей: \(P(D) = 1 - P(W) - P(L) = 1 - 0.3 - 0.1 = 0.6\) (где \(P(L)\) — вероятность проигрыша)
- Проигрыш (L): вероятность проигрыша: \(P(L) = 0.1\)
Теперь мы можем построить ряд распределения для двух игр. Каждый результат в одной игре может повлиять на результат во второй игре:
Возможные исходы и их вероятности:
2 выигрыша: (W, W)
- Вероятность: \(P(W) \cdot P(W) = 0.3 \cdot 0.3 = 0.09\)
- Баллы: \(1 + 1 = 2\)
1 выигрыш и 1 ничья: (W, D) и (D, W)
- Вероятность: \(P(W) \cdot P(D) + P(D) \cdot P(W) = 0.3 \cdot 0.6 + 0.6 \cdot 0.3 = 0.18 + 0.18 = 0.36\)
- Баллы: \(1 + 0 = 1\)
1 выигрыш и 1 проигрыш: (W, L) и (L, W)
- Вероятность: \(P(W) \cdot P(L) + P(L) \cdot P(W) = 0.3 \cdot 0.1 + 0.1 \cdot 0.3 = 0.03 + 0.03 = 0.06\)
- Баллы: \(1 - 1 = 0\)
2 ничьих: (D, D)
- Вероятность: \(P(D) \cdot P(D) = 0.6 \cdot 0.6 = 0.36\)
- Баллы: \(0 + 0 = 0\)
1 ничья и 1 проигрыш: (D, L) и (L, D)
- Вероятность: \(P(D) \cdot P(L) + P(L) \cdot P(D) = 0.6 \cdot 0.1 + 0.1 \cdot 0.6 = 0.06 + 0.06 = 0.12\)
- Баллы: \(0 - 1 = -1\)
2 проигрыша: (L, L)
- Вероятность: \(P(L) \cdot P(L) = 0.1 \cdot 0.1 = 0.01\)
- Баллы: \(-1 - 1 = -2\)
Сводная таблица распределения:
| Исход | Вероятность | Количество баллов |
|---|---|---|
| 2 выигрыша | 0.09 | 2 |
| 1 выигрыш, 1 ничья | 0.36 | 1 |
| 1 выигрыш, 1 проигрыш | 0.06 | 0 |
| 2 ничьих | 0.36 | 0 |
| 1 ничья, 1 проигрыш | 0.12 | -1 |
| 2 проигрыша | 0.01 | -2 |
Расчет математического ожидания (M)
\[ M = \sum (x_i \cdot P(x_i)) \] где \(x_i\) — количество баллов.
\[ M = (2 \cdot 0.09) + (1 \cdot 0.36) + (0 \cdot 0.06) + (0 \cdot 0.36) + (-1 \cdot 0.12) + (-2 \cdot 0.01) \] \[ M = 0.18 + 0.36 + 0 + 0 - 0.12 - 0.02 = 0.40 \]
Расчет дисперсии (D)
Дисперсия вычисляется по формуле:
\[ D = \sum (x_i^2 \cdot P(x_i)) - M^2 \]
Сначала найдем \(x_i^2 \cdot P(x_i)\):
\[ (2^2 \cdot 0.09) + (1^2 \cdot 0.36) + (0^2 \cdot 0.06) + (0^2 \cdot 0.36) + ((-1)^2 \cdot 0.12) + ((-2)^2 \cdot 0.01) \] \[ = (4 \cdot 0.09) + (1 \cdot 0.36) + (0) + (0) + (1 \cdot 0.12) + (4 \cdot 0.01) \] \[ = 0.36 + 0.36 + 0 + 0 + 0.12 + 0.04 = 0.88 \]
Теперь подставим в формулу для дисперсии:
\[ D = 0.88 - (0.40)^2 = 0.88 - 0.16 = 0.72 \]
Среднее квадратичное отклонение (σ)
Среднее квадратичное отклонение вычисляется как:
\[ σ = \sqrt{D} \] \[ σ = \sqrt{0.72} \approx 0.8485 \]
Итоговые результаты
- Математическое ожидание \(M = 0.4\)
- Дисперсия \(D = 0.72\)
- Среднее квадратичное отклонение \(σ \approx 0.8485\)
Эти результаты позволяют оценить среднее количество баллов, которые может заработать Мила, а также разброс возможных значений.