Давайте разберемся с задачей по шагам.
Задача: Игральную кость бросают дважды, есть случайная величина \(X\) — произведение очков двух бросков. Нужно составить распределение \(X\) и найти вероятность события \(5 \leq X \leq 16\).
Шаг 1. Определение исходных данных
- Каждое бросание — это случайный эксперимент с равновероятными исходами.
- Возможные значения очков при броске — от 1 до 6.
- Всего возможных исходов для двух бросков: \(6 \times 6 = 36\).
Перебираем все пары \((a, b)\), где \(a\) — результат первого броска, \(b\) — результат второго.
Шаг 2. Построение таблицы произведений и вероятностей
Для каждой пары \((a, b)\) найдем произведение \(X = a \times b\).
Примеры:
- если результат первого броска \(a=1\), то возможные произведения: \(1 \times 1=1\), \(1 \times 2=2\), ..., \(1 \times 6=6\).
- если \(a=2\), то произведения: \(2, 4, 6, 8, 10, 12\).
И так далее.
Шаг 3. Подсчет частот каждого произведения
Создаем список всех 36 пар и подсчитываем, как часто встречается каждое значение произведения.
Детальный разбор:
| \(a\) | Варианты \(b\) | Произведения \(a \times b\) | Подсчет количества |
|---|---|---|---|
| 1 | 1..6 | 1, 2, 3, 4, 5, 6 | 6 |
| 2 | 1..6 | 2, 4, 6, 8, 10, 12 | 6 |
| 3 | 1..6 | 3, 6, 9, 12, 15, 18 | 6 |
| 4 | 1..6 | 4, 8, 12, 16, 20, 24 | 6 |
| 5 | 1..6 | 5, 10, 15, 20, 25, 30 | 6 |
| 6 | 1..6 | 6, 12, 18, 24, 30, 36 | 6 |
Общий список (значения произведений и их количество):
- 1: 1 раз — (1,1)
- 2: 2 раза — (1,2), (2,1)
- 3: 2 раза — (1,3), (3,1)
- 4: 3 раза — (1,4), (2,2), (4,1)
- 5: 1 раз — (1,5)
- 6: 4 раза — (1,6), (2,3), (3,2), (6,1)
- 8: 2 раза — (2,4), (4,2)
- 9: 1 раз — (3,3)
- 10: 2 раза — (2,5), (5,2)
- 12: 4 раза — (2,6), (3,4), (4,3), (6,2)
- 15: 2 раза — (3,5), (5,3)
- 16: 1 раз — (4,4)
- 18: 2 раза — (3,6), (6,3)
- 20: 2 раза — (4,5), (5,4)
- 24: 2 раза — (4,6), (6,4)
- 25: 1 раз — (5,5)
- 30: 2 раза — (5,6), (6,5)
- 36: 1 раз — (6,6)
Шаг 4. Расчет вероятностей для каждого значения \(X\)
Общее число исходов — 36. Тогда вероятность каждого исхода равна \(1/36\).
Вероятность появления значения \(X = k\):
\[ P(X=k) = \frac{\text{число пар, для которых } a \times b = k}{36} \]
Запишем результаты:
| \(X\) | Количество пар | \(P(X=k)\) |
|---|---|---|
| 1 | 1 | \(\frac{1}{36}\) |
| 2 | 2 | \(\frac{2}{36} = \frac{1}{18}\) |
| 3 | 2 | \(\frac{2}{36} = \frac{1}{18}\) |
| 4 | 3 | \(\frac{3}{36} = \frac{1}{12}\) |
| 5 | 1 | \(\frac{1}{36}\) |
| 6 | 4 | \(\frac{4}{36} = \frac{1}{9}\) |
| 8 | 2 | \(\frac{2}{36} = \frac{1}{18}\) |
| 9 | 1 | \(\frac{1}{36}\) |
| 10 | 2 | \(\frac{2}{36} = \frac{1}{18}\) |
| 12 | 4 | \(\frac{4}{36} = \frac{1}{9}\) |
| 15 | 2 | \(\frac{2}{36} = \frac{1}{18}\) |
| 16 | 1 | \(\frac{1}{36}\) |
| 18 | 2 | \(\frac{2}{36} = \frac{1}{18}\) |
| 20 | 2 | \(\frac{2}{36} = \frac{1}{18}\) |
| 24 | 2 | \(\frac{2}{36} = \frac{1}{18}\) |
| 25 | 1 | \(\frac{1}{36}\) |
| 30 | 2 | \(\frac{2}{36} = \frac{1}{18}\) |
| 36 | 1 | \(\frac{1}{36}\) |
Шаг 5. Найти вероятность события \(5 \leq X \leq 16\)
Нужно просуммировать вероятности всех значений \(X\), лежащих в интервале [5, 16].
Значения и их вероятности:
- 5: \(\frac{1}{36}\)
- 6: \(\frac{1}{9} = \frac{4}{36}\)
- 8: \(\frac{1}{18}\)
- 9: \(\frac{1}{36}\)
- 10: \(\frac{1}{18}\)
- 12: \(\frac{1}{9} = \frac{4}{36}\)
- 15: \(\frac{1}{18}\)
- 16: \(\frac{1}{36}\)
Переведем в общие дроби для удобства:
\(\frac{1}{36}\)
\(\frac{1}{9} = \frac{4}{36}\)
\(\frac{1}{18} = \frac{2}{36}\)
Теперь сложим:
\[ P(5 \leq X \leq 16) = \frac{1}{36} + \frac{4}{36} + \frac{2}{36} + \frac{1}{36} + \frac{2}{36} + \frac{4}{36} + \frac{2}{36} + \frac{1}{36} \]
Суммируем числители:
\[ 1 + 4 + 2 + 1 + 2 + 4 + 2 + 1 = 17 \]
Итак,
\[ P(5 \leq X \leq 16) = \frac{17}{36} \]
Итог:
- Распределение \(X\):
| Значение \(X\) | Вероятность \(P(X=k)\) |
|---|---|
| 1 | \(\frac{1}{36}\) |
| 2 | \(\frac{1}{18}\) |
| 3 | \(\frac{1}{18}\) |
| 4 | \(\frac{1}{12}\) |
| 5 | \(\frac{1}{36}\) |
| 6 | \(\frac{1}{9}\) |
| 8 | \(\frac{1}{18}\) |
| 9 | \(\frac{1}{36}\) |
| 10 | \(\frac{1}{18}\) |
| 12 | \(\frac{1}{9}\) |
| 15 | \(\frac{1}{18}\) |
| 16 | \(\frac{1}{36}\) |
| остальные значения — вероятность 0, если не указано. |
- Вероятность события \(5 \leq X \leq 16\):
\[ \boxed{\frac{17}{36}} \]
Если есть дополнительные вопросы — задавайте!