Задача связана с применением теории вероятностей, в частности — с законом больших чисел и приближением к нормальному распределению для биномиальной случайной величины. Давайте подробно разберем, как найти вероятность того, что частота попаданий при 500 выстрелах отклонится от ожидаемой вероятности на не более чем 0,04.
Шаг 1: Определение исходных данных
- Вероятность попадания в мишень при одном выстреле: \( p = 0,3 \)
- Общее число выстрелов: \( n = 500 \)
- Допустимое отклонение частоты попаданий от \( p \): \( \pm 0,04 \)
Шаг 2: Построение вероятностной модели
Обозначим случайную величину \( X \) — число попаданий за 500 выстрелов. Тогда:
\[ X \sim Биномиальная(n=500, p=0,3) \]
Частота попаданий — это:
\[ \hat{p} = \frac{X}{n} \]
Нас интересует вероятность:
\[ P \left( |\hat{p} - p| \leq 0,04 \right) \]
или, умножая все на \( n \):
\[ P \left( \left| X - np \right| \leq n \times 0,04 \right) \]
Подставляем числа:
\[ np = 500 \times 0,3 = 150 \] \[ n \times 0,04 = 500 \times 0,04 = 20 \]
То есть ищем:
\[ P(150 - 20 \leq X \leq 150 + 20) \quad \Longleftrightarrow \quad P(130 \leq X \leq 170) \]
Шаг 3: Использование нормального приближения
При большом \( n \) биномиальное распределение можно аппроксимировать нормальным распределением:
\[ X \sim N(\mu, \sigma^2) \] где
\[ \mu = np = 150 \] \[ \sigma = \sqrt{np(1-p)} = \sqrt{500 \times 0,3 \times 0,7} = \sqrt{105} \approx 10,247 \]
Используем сглаживание (коррекцию Банга-Персии):
\[ P(130 \leq X \leq 170) \approx P(129.5 < X < 170.5) \]
Переводим границы в стандартные отклонения \( z \)-скор:
\[ z = \frac{X - \mu}{\sigma} \]
Для границы 129.5:
\[ z_1 = \frac{129.5 - 150}{10,247} \approx \frac{-20.5}{10,247} \approx -2.00 \]
Для границы 170.5:
\[ z_2 = \frac{170.5 - 150}{10,247} \approx \frac{20.5}{10,247} \approx 2.00 \]
Шаг 4: Поиск вероятности по стандартной нормали
Наиболее популярные таблицы или калькуляторы показывают:
\[ P(-2.00 < Z < 2.00) \approx 0,9544 \]
Это означает, что вероятность того, что частота попаданий отклонится не более чем на 0,04, составляет примерно 95,44%.
Итог:
\[ \boxed{ \text{Вероятность} \approx 0,9544 } \]
или примерно 95,44%.
Если есть дополнительные вопросы или нужна более глубокая детализация — скажите!