Давайте разберем задачу поэтапно.
Дано:
- Вероятность попадания в мишень при одном выстреле: \( p = \frac{2}{3} \)
- Количество выстрелов: 3
- Обозначим случайную величину \( X \) — число попаданий за три выстрела.
1. Закон распределения случайной величины \( X \)
Поскольку каждый выстрел — это независимая Bernoulli-случайность с вероятностью успеха \( p \), а число попаданий — сумма успешных исходов, то:
\( X \sim \text{Биномиальное}(n=3, p=\frac{2}{3}) \).
Румовка вероятностей по формуле биномиального распределения:
\[ P(X = k) = C_{n}^{k} p^{k} (1 - p)^{n - k}, \]
где:
- \( C_{n}^{k} = \frac{n!}{k!(n-k)!} \) — биномиальный коэффициент,
- \( n = 3 \),
- \( p = \frac{2}{3} \),
- \( k = 0, 1, 2, 3 \).
2. Вычисление вероятностей
- Для \( k=0 \):
\[ P(X=0) = C_3^0 \left(\frac{2}{3}\right)^0 \left(\frac{1}{3}\right)^3 = 1 \times 1 \times \frac{1}{27} = \frac{1}{27}. \]
- Для \( k=1 \):
\[ P(X=1) = C_3^1 \left(\frac{2}{3}\right)^1 \left(\frac{1}{3}\right)^2 = 3 \times \frac{2}{3} \times \frac{1}{9} = 3 \times \frac{2}{3} \times \frac{1}{9} = 3 \times \frac{2}{3} \times \frac{1}{9} = 3 \times \frac{2}{3} \times \frac{1}{9} = \frac{6}{3} \times \frac{1}{9} = 2 \times \frac{1}{9} = \frac{2}{9}. \]
- Для \( k=2 \):
\[ P(X=2) = C_3^2 \left(\frac{2}{3}\right)^2 \left(\frac{1}{3}\right)^1 = 3 \times \frac{4}{9} \times \frac{1}{3} = 3 \times \frac{4}{9} \times \frac{1}{3} = 3 \times \frac{4}{9} \times \frac{1}{3} = \frac{12}{9} \times \frac{1}{3} = \frac{4}{3} \times \frac{1}{3} = \frac{4}{9}. \]
- Для \( k=3 \):
\[ P(X=3) = C_3^3 \left(\frac{2}{3}\right)^3 \left(\frac{1}{3}\right)^0 = 1 \times \frac{8}{27} \times 1 = \frac{8}{27}. \]
Проверка суммы вероятностей:
\[ \frac{1}{27} + \frac{2}{9} + \frac{4}{9} + \frac{8}{27} = \frac{1}{27} + \frac{6}{27} + \frac{12}{27} + \frac{8}{27} = \frac{1 + 6 + 12 + 8}{27} = \frac{27}{27} = 1. \]
Все в порядке.
Итог: Закон распределения \( X \)
| \( k \) | \( P(X=k) \) | Величина |
|---|---|---|
| 0 | \( \frac{1}{27} \) | вероятность не попасть ни разу |
| 1 | \( \frac{2}{9} \) | попасть один раз |
| 2 | \( \frac{4}{9} \) | попасть два раза |
| 3 | \( \frac{8}{27} \) | попасть три раза |
3. Математическое ожидание — \( \mathrm{E}[X] \)
Для биномиального распределения:
\[ \boxed{ \mathrm{E}[X] = np = 3 \times \frac{2}{3} = 2. } \]
4. Дисперсия — \( \mathrm{D}[X] \)
Формула для дисперсии биномиального распределения:
\[ \boxed{ \mathrm{D}[X] = np(1-p) = 3 \times \frac{2}{3} \times \frac{1}{3} = 3 \times \frac{2}{3} \times \frac{1}{3} = 3 \times \frac{2}{3} \times \frac{1}{3} = 2 \times \frac{1}{3} = \frac{2}{3}. } \]
5. Среднее квадратическое отклонение — \( \sigma \)
Это корень из дисперсии:
\[ \sigma = \sqrt{\mathrm{D}[X]} = \sqrt{\frac{2}{3}} \approx 0.816. \]
Итог:
- Закон распределения: биномиальный с параметрами \( n=3, p=2/3 \).
- Математическое ожидание: \( 2 \).
- Дисперсия: \( \frac{2}{3} \).
- Среднее квадратическое отклонение: \( \approx 0.816 \).
Если нужны дополнительные пояснения или расчеты — обращайтесь!