Давайте разберем задачу подробно.
Задача: Используя неравенство Чебышёва, необходимо найти вероятность того, что при сдаче 1000 экзаменов от 60 до 80 баллов на экзамене наберут менее 96% учащихся. Вероятность того, что ученик наберет от 60 до 80 баллов, равна \(0,7\).
Решение:
Понимание задачи:
Нам нужно найти вероятность того, что менее 96% студентов наберут от 60 до 80 баллов. Заметим, что из 1000 сдающих это составит: \[ 0.96 \times 1000 = 960 \text{ человек} \]
То есть, мы ищем вероятность того, что менее 960 студентов наберут в этом диапазоне.
Условие для применения неравенства Чебышёва:
Сначала определимся со стандартными терминами:
- Матожидание (математическое ожидание) \(EX\). В нашем случае это ожидание количества студентов, набравших баллы от 60 до 80.
- Вероятность события \(p = 0.7\).
- Общее количество испытаний (студентов) \(n = 1000\).
Матожидание: \[ EX = n \times p = 1000 \times 0.7 = 700 \]
Дисперсия: \[ D = n \times p \times (1-p) = 1000 \times 0.7 \times 0.3 = 210 \]
Применение неравенства Чебышёва:
Неравенство Чебышёва гласит, что для случайной величины \(X\) с матожиданием \(EX\) и дисперсией \(D\):
\[ P(|X - EX| \geq \varepsilon) \leq \frac{D}{\varepsilon^2} \]
Мы хотим найти вероятность, когда менее 960 студентов сдадут (то есть отклонение от 700 будет ≥ 960 - 700 = 260).
Поставим это в неравенство: \[ \varepsilon = 260 \]
Подставляем в неравенство Чебышёва: \[ P(|X - 700| \geq 260) \leq \frac{210}{260^2} \]
Рассчитаем правую часть: \[ \frac{210}{260^2} = \frac{210}{67600} \approx 0.0031 \]
Следовательно, вероятность того, что менее 960 человек наберут от 60 до 80 баллов, не превышает 0.31%.
Это показывает, что менее 0.31% вероятности существует для столь значительного отклонения при заданных условиях — доступно маловероятно, что менее 960 участников получат данный диапазон баллов.