1. KOMBINATORIKA
Transcription
1. KOMBINATORIKA
1. KOMBINATORIKA 1.1 Osnovni pojmi kombinatorike 1. Iz kraja A v kraj B vodi pet razliˇcnih poti, iz kraja B v kraj C pa tri. Po koliko razliˇcnih poteh lahko pridemo iz kraja A v kraj C? Reˇsitev prikaˇzite s kombinatoriˇcnim drevesom. 2. V avtomobilski tovarni izdelujejo pet tipov avtomobilov, vsakega od njih pa lahko izberemo v ˇstirih barvah. Koliko razliˇcnih avtomobilov glede na tip in barvo nam ponuja tovarna? Nariˇsite kombinatoriˇcno drevo. 3. Koliko besed dolˇzine 4 lahko zapiˇsemo s ˇcrkami A, B, C, D, E in F, ˇce: a) b) c) d) se se se se ˇcrke lahko ponavljajo, ˇcrke ne smejo ponavljati, mora beseda konˇcati na BA in se ˇcrke ne smejo ponavljati, mora beseda zaˇceti na FE in se ˇcrke lahko ponavljajo? 4. Koliko pravih petmestnih ˇstevil, ki se ne zaˇcnejo z 0, lahko zapiˇsemo s ˇstevkami 0, 2, 3, 5, 7, 8 in 9, ˇce: a) b) c) d) se smejo ˇstevke ponavljati, se ˇstevke ne smejo ponavljati, naj bo ˇstevilo veˇcje od 30.000 in se ˇstevke ne smejo ponavljati, naj bo ˇstevilo deljivo z dve in se ˇstevke lahko ponavljajo? 5. Tina ima v omari 6 razliˇcnih kap in 3 razliˇcne rute. Na koliko razliˇcnih naˇcinov se lahko pokrije? 6. Na policijski postaji imajo 6 sluˇzbenih avtomobilov, 3 motorje in 4 kolesa. Na koliko razliˇcnih naˇcinov se lahko policist pelje na kraj prometne nesreˇce, ki se je zgodila v bliˇzini? 7. Poslovneˇz ˇzeli obedovati. Izbira lahko med dvema restavracijama, ki ponujata razliˇcne jedi. V prvi restavraciji imajo na voljo tri razliˇcne juhe, dve glavni jedi in tri sladice, v drugi pa dve juhi, ˇstiri glavne jedi in tri sladice. Koliko 1. Kombinatorika 2 razliˇcnih menijev ima na voljo poslovneˇz, ˇce se odloˇca med meniji prve ali druge restavracije? 8. Na mizi leˇzi sedem listkov s ˇcrkami A, B, C, D, E, F, G. Koliko razliˇcnih besed z dvema ˇcrkama ali s tremi ˇcrkami lahko sestavimo z njimi? 9. Koliko razliˇcnih nizov z dvema, tremi ali ˇstirimi kroglicami lahko sestavimo, ˇce imamo na voljo 10 kroglic razliˇcnih barv? 1.2 Permutacije 10. V leksikografski ureditvi zapiˇsite vse permutacije ˇcrk a, b, c in nariˇsite kombinatoriˇcno drevo. Koliko je vseh permutacij? 11. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko razporedimo v vrsto ˇsest razliˇcnih vozil? 12. Delovodja mora razdeliti 5 razliˇcnih delovnih nalog petim delavcem tako, da dobi vsak od njih natanko eno nalogo. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko to stori? 13. Geslo banˇcne kartice je sestavljeno iz ˇstirih ˇstevk. Nekdo je pozabil svoje geslo, ve pa, da vsebuje ˇstevke 3, 5, 6 in 9. Koliko razliˇcnih gesel lahko zapiˇse z njimi? 14. Izraˇcunajte: a) 105! 103! b) 102! + 101! + 100! 100! c) 33! − 32! 34! + 33! + 32! 15. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko zloˇzimo na polico 4 razliˇcne matematiˇcne in 3 leposlovne knjige ter 5 razliˇcnih leksikonov, a) ˇce so knjige lahko poljubno pomeˇsane med seboj, b) ˇce naj knjige iste vrste stojijo skupaj, c) ˇce naj le matematiˇcne knjige stojijo skupaj? 16. Na polico ˇzelimo zloˇziti v vrsto m razliˇcnih CD-jev z rock glasbo, n CD-jev s klasiˇcno in p CD-jev s pop glasbo. Koliko razliˇcnih moˇznosti imamo, a) ˇce so CD-ji lahko poljubno zloˇzeni, b) ˇce naj CD-ji z rock glasbo stojijo skupaj, c) ˇce naj CD-ji s klasiˇcno glasbo stojijo skupaj in CD-ji s pop glasbo skupaj? ‡ 17. Osem zakonskih parov sedi v dvorani na koncertu v isti vrsti, v kateri je ˇsestnajst stolov. Koliko razliˇcnih sedeˇznih redov je mogoˇcih, ˇce: a) lahko osebe poljubno sedijo, b) naj vsak par zakoncev sedi skupaj, 1. Kombinatorika 3 c) naj ˇzenske sedijo skupaj, d) naj ˇzenske sedijo skupaj in moˇski skupaj? 18. Koliko razliˇcnih permutacij ˇcrk besede KOMBINATORIKA lahko zapiˇsemo? 19. Koliko razliˇcnih besed dolˇzine 10 lahko sestavimo iz ˇcrk besede STATISTIKA, ˇce naj se beseda vedno zaˇcne s ˇcrko T? 20. Koliko razliˇcnih vzorcev lahko sestavimo, ˇce zlagamo v vrsto 4 modre, 3 bele, 2 ˇcrni in 3 zelene kroglice in kroglic iste barve med seboj ne razlikujemo? 1.3 Variacije 21. Zapiˇsite vse variacije brez ponavljanja reda 2 elementov mnoˇzice {a, b, c}. Koliko variacij je? Nariˇsite kombinatoriˇcno drevo. 22. Zapiˇsite vse variacije s ponavljanjem reda 2 elementov mnoˇzice {a, b, c}. Koliko variacij je? Nariˇsite kombinatoriˇcno drevo. 23. Geslo banˇcne kartice je sestavljeno iz ˇstirih ˇstevk. Nekdo je pozabil svoje geslo, ve pa, da vsebuje ˇstevke 3, 5, 6, 7, 8 in 9. Koliko razliˇcnih gesel lahko zapiˇse z njimi, ˇce se ˇstevke v geslu ne smejo ponavljati, in koliko, ˇce se lahko ponavljajo? 24. Izraˇcunajte: 4 a) V12 5 b) V20 n−1 c) Vn+2 d) Vn2 25. Reˇsite enaˇcbe: a) V53 + Vn2 = 90 n n ‡ c) Vn+2 − 2Vn+1 = 0 b) Vn3 − Vn2 = 40 2 1 1 + Vn+2 = 23 − Vn+3 ‡ d) Vn+1 26. Koliko razliˇcnih petmestnih ˇstevil lahko zapiˇsemo s ˇstevkami 2, 3, 5, 6, 7, 8 in 9, ˇce: a) se ˇstevke ne smejo ponavljati, b) se ˇstevke lahko ponavljajo? 27. Koliko razliˇcnih ˇstevil, ki so veˇcja od 10.000 in manjˇsa od 35.000, lahko zapiˇsemo s ˇstevkami 1, 2, 3, 5, 6, 8, ˇce: a) se ˇstevke ne smejo ponavljati, b) se ˇstevke lahko ponavljajo? ˇ 28. V vreˇci je 8 raznobarvnih kroglic. Stirikrat zapored seˇzemo v vreˇco, vsakokrat izvleˇcemo eno kroglico in zapiˇsemo njeno barvo. V vrsto zapisane barve kroglic tvorijo vzorec. Koliko razliˇcnih vzorcev lahko nastane, ˇce: 1. Kombinatorika 4 a) izvleˇceno kroglico vsakokrat vrnemo v vreˇco, b) izvleˇcenih kroglic ne vraˇcamo v vreˇco? ‡ 29. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko zapakiramo ˇstiri razliˇcne izdelke v pet ˇskatel, ki so razliˇcnih barv, ˇce naj bo v vsaki ˇskatli kveˇcjemu en izdelek? ‡ 30. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko v galeriji obesijo na steno v vrsto ˇstiri slike izmed desetih slik razliˇcnih vrednosti, ˇce je najdraˇzja slika vedno ena izmed ˇstirih izbranih slik in jo obesijo na prvo mesto? 31. V tovarni ˇzelijo izmed vseh delavcev izbrati 3 delavce za delo na 3 razliˇcnih delovnih mestih. Ugotovili so, da lahko to storijo na 60 razliˇcnih naˇcinov. Med koliko delavci izbirajo? 1.4 Kombinacije 32. Zapiˇsite vse kombinacije reda 3 ˇcrk a, b, c, d. Koliko jih je? 33. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko izmed osmih razliˇcnih izdelkov izberemo tri izdelke? 34. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko ˇstudent na izpitu izbere 5 vpraˇsanj izmed 50 razliˇcnih vpraˇsanj? 35. Koliko kombinacij je pri navadni igri Loto, pri kateri med 39 ˇstevili prekriˇzamo natanko 7 ˇstevil? 36. Izraˇcunajte: 4 a) C12 30 b) C32 c) Cnn−2 n d) Cn+1 37. Reˇsite enaˇcbe: n−2 b) Cn+1 = 20 n n n n+2 ‡ 38. Dokaˇzite, da velja +2 + = . 4 3 2 4 2n n 2n ‡ 39. Dokaˇzite, da velja = . n+1 n+1 n a) Cn2 = 28 3 c) 2Cn2 + Cn+1 = 22 40. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko izmed ˇsestih knjig izberemo ˇstiri knjige, ˇce: a) lahko knjige poljubno izbiramo, b) se dvema knjigama ne ˇzelimo odpovedati? 41. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko otrok izbere v slaˇsˇciˇcarni med 10 vrstami sladoleda ˇstiri, ˇce zagotovo izbere med njimi ˇcokoladni in vanilijev sladoled? 1. Kombinatorika 5 42. Zapiˇsite vse kombinacije s ponavljanjem reda 2 elementov a, b, c, d. Koliko jih je? 43. Pri telefonskem anketiranju mora raˇcunalnik izmed 100 telefonskih ˇstevilk na sluˇcajen naˇcin izbrati 20 ˇstevilk. Koliko razliˇcnih sluˇcajnih telefonskih vzorcev je mogoˇcih, ˇce a) se telefonske ˇstevilke v vzorcu ne smejo ponavljati, b) se lahko ista ˇstevilka ponovi v vzorcu veˇckrat? 44. Na voljo imamo ˇstiri barve kroglic, ki jih pakiramo v ˇskatle po 10 kroglic. Koliko razliˇcnih ˇskatel lahko sestavimo glede na barvo kroglic, ki jih vsebujejo? 45. V podjetju je zaposlenih 12 ˇzensk in 8 moˇskih. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko izberejo petˇclansko skupino za udeleˇzbo na seminarju, ˇce naj bodo v skupini dve ˇzenski in trije moˇski? 46. V posodi je 5 belih in 7 rdeˇcih kroglic. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko izberemo iz posode 4 kroglice tako, da bodo med njimi dve ali tri rdeˇce? 47. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko iz kupa 32 obiˇcajnih igralnih kart na slepo izvelˇcemo tri karte tako, da bo med njimi vsaj en kralj? 48. Na inˇstitutu ˇzelijo oblikovati delovno skupino petih strokovnjakov, v kateri naj bosta kveˇcjemu dva biologa. Koliko razliˇcnih skupin lahko oblikujejo, ˇce lahko izbirajo med petimi biologi in ˇsestimi kemiki? 49. V posodi je 7 ˇcrnih, 3 bele in 5 rdeˇcih kroglic. Na koliko razliˇcnih naˇcinov lahko izberemo med njimi 2 ˇcrni, 2 beli in 4 rdeˇce kroglice? 1.5 Formule in pravila Osnovni pravili kombinatorike Pravilo produkta ali osnovni izrek kombinatorike: Naj proces odloˇcanja poteka v k zaporednih neodvisnih fazah, kjer je ˇstevilo moˇznih odloˇcitev po posameznih fazah po vrsti n1 , n2 , . . . , nk . Potem je ˇstevilo vseh razliˇcnih moˇznih odloˇcitev v procesu n = n1 · n2 · · · · · nk . ˇ se pri izbiranju lahko odloˇcamo med n1 elementi prve mnoˇzice ali Pravilo vsote: Ce med n2 elmenti druge mnoˇzice ali . . . ali nk elementi k-te mnoˇzice, kjer so mnoˇzice paroma tuje, je ˇstevilo vseh razliˇcnih izborov n = n1 + n2 + · · · + nk . Permutacije 1. brez ponavljanja: Pn = n! = n · (n − 1) · . . . · 3 · 2 · 1 n! 2. s ponavljanjem: Pnn1 ,n2 ,...,nr = , n 1 + n2 + · · · + nr = n n1 !n2 ! · . . . · nr ! 1. Kombinatorika 6 Variacije 1. brez ponavljanja reda k: Vnk = 2. s ponavljanjem reda k: (p) n! (n − k)! Vnk = nk Kombinacije n n! 1. brez ponavljanja reda k: = = k k!(n − k)! n+k−1 (n + k − 1)! (p) k k 2. s ponavljanjem reda k: Cn = Cn+k−1 = = k!(n − 1)! k nr n2 n1 ,k2 ,...,kr · ··· · · 3. vezane kombinacije: Cnk11 ,n = 2 ,...,nr kr k2 k1 Cnk Lastnosti binomskega simbola n n n n n = 1, = n, = 1, = , 0 1 n k n−k n n n+1 + = k k+1 k+1 ˇ RESITVE 1. Ker se v kraju A odloˇcamo med 5 potmi in nato v kraju B, neodvisno od odloˇcitve v kraju A, med 3 potmi, uporabimo osnovni izrek kombinatorike. Iz kraja A pridemo v kraj C po n = n1 · n2 = 5 · 3 = 15 razliˇcnih poteh. 2. n = 5 · 4 = 20 3. a) Ker se ˇcrke lahko ponavljajo, se lahko na vsakem koraku odloˇcamo med 6 ˇ moˇznostmi. Stevilo vseh razliˇcnih besed je n = 6 · 6 · 6 · 6 = 1.296. b) Ker se ˇcrke ne smejo ponavljati, imamo na vsakem koraku eno moˇznost za ˇ odloˇcanje manj. Stevilo vseh razliˇcnih besed je tako n = 6 · 5 · 4 · 3 = 360. c) Ker se mora beseda konˇcati na BA in se ˇcrke ne smejo ponavljati, so tako pri odloˇcitvi za prvo ˇcrko ˇstiri moˇznosti in za drugo ˇcrko tri, zadnji dve ˇcrki ˇ sta ˇze doloˇceni. Stevilo vseh razliˇcnih besed je tako n = 4 · 3. d) Ker se ˇcrke lahko ponavljajo, imamo pri odloˇcanju za tretjo in ˇcetrto ˇcrko ˇ po 6 moˇznosti. Stevilo vseh razliˇcnih besed je potem n = 6 · 6 = 36. 4. a) n = 6 · 7 · 7 · 7 · 7 = 14.406 c) n = 5 · 6 · 5 · 4 · 3 = 1.800 b) n = 6 · 6 · 5 · 4 · 3 = 2.160 d) n = 6 · 7 · 7 · 7 · 3 = 6.174 5. Ker si bo Tina dala na glavo kapo ali ruto, bo torej izbirala iz mnoˇzice kap ali iz mnoˇzice rut, ki nimata skupnih elementov. Uporabimo pravilo vsote. Pokrije se lahko na n = n1 + n2 = 6 + 3 = 9 naˇcinov. 1. Kombinatorika 7 6. Po pravilu vsote ima za izbiro n = 6 + 3 + 4 = 13 moˇznosti. 7. Po osnovnem izreku kombinatorike izraˇcunamo ˇstevilo menijev za vsako od restavracij. Ker bo celoten meni pojedel v izbrani restavraciji, bo torej jedel v prvi ali drugi restavraciji. Po pravilu vsote ima potem na voljo n = 3 · 2 · 3 + 2 · 4 · 3 = 42 razliˇcnih moˇznosti. 8. Izmed 7 ˇcrk izberemo dve in zapiˇsemo besedo ali pa tri in napiˇsemo novo besedo. ˇ Stevilo razliˇcnih besed je n = 7 · 6 + 7 · 6 · 5 = 252. 9. n = 10 · 9 + 10 · 9 · 8 + 10 · 9 · 8 · 7 = 5.850 10. O permutacijah brez ponavljanja govorimo, kadar razporejamo n razliˇcnih elementov v vrsto, kjer uporabimo vseh n elementov. Vrstni red elementov je pomemben. Za tri ˇcrke so vse moˇzne permutacije: abc, acb, bac, bca, cab, cba. ˇ Stevilo vseh permutacij brez ponavljanja n razliˇcnih elementov je Pn = n! = n · (n − 1) · · · 2 · 1. Za tri elemente je potem P3 = 3! = 3 · 2 · 1 = 6. 11. Ker bomo razporedili vseh 6 razliˇcnih vozil v vrsto, gre za permutacije brez ponavljanja. To lahko storimo na P6 = 6! = 720 razliˇcnih naˇcinov. 12. P5 = 5! = 120 13. P4 = 4! = 24 14. a) 10.920 b) 10.404 c) 8 289 ˇ 15. a) Stevilo permutacij za 12 razliˇcnih knjig je P12 = 12!. b) Med seboj lahko zamenjujemo knjige znotraj posameznih skupin, hkrati pa ˇse skupine med seboj. Tako je ˇstevilo vseh razliˇcnih moˇznosti 4! · 3! · 5! · 3!. c) V skupini matematiˇcnih knjig lahko knjige zamenjujemo med seboj na 4! naˇcinov, hkrati pa lahko zamenjujemo med seboj ˇse ostale knjige ter skupino matematiˇcnih knjig. Potem je ˇstevilo vseh razliˇcnih razporeditev knjig na polici 4! · 9!. 16. a) (m + n + p)! b) m!(n + p + 1)! c) n! · p!(m + 2)! 17. a) 16! b) Osem parov zamenjujemo med seboj na 8! naˇcinov, hkrati pa ˇse pri vsakem ˇ paru na 2! naˇcinov zamenjamo med seboj ˇzensko in moˇskega. Stevilo vseh 8 razliˇcnih sedeˇznih redov je 8! · 2! . c) Na 8! naˇcinov zamenjamo med seboj ˇzenske, hkrati pa ˇse 8 moˇskih in skupino ˇzensk na 9! naˇcinov: 8! · 9!. d) Na 8! naˇcinov zamenjujemo med seboj samo ˇzenske, prav toliko moˇznosti je za moˇske. Med seboj zamenjamo ˇse skupino moˇskih in ˇzensk na 2! naˇcinov. Razliˇcnih sedeˇznih redov je 8! · 8! · 2!. 1. Kombinatorika 8 18. Ker niso vse ˇcrke razliˇcne med seboj, gre za permutacije s ponavljanjem. Vsaka od ˇcrk A, K, O in I se ponovi dvakrat, ostale nastopijo enkrat. ˇ Stevilo vseh razliˇcnih permutacij s ponavljanjem izraˇcunamo po formuli n1 ,n2 ,...,nr Pn = n1 !·nn! , kjer je n1 + n2 + · · · + nr = n. 2 !···nr ! 2,2,2,2 Za dani primer je potem P13 = 13! 2!·2!·2!·2! = 389.188.800. 19. P92,2,2,2 = 22.680 4,3,2,3 20. P12 = 277.200 21. O variacijah brez ponavljanja reda k govorimo, kadar razporejamo v vrsto k elementov, ki jih izberemo iz mnoˇzice z n razliˇcnimi elementi (k ≤ n), kjer lahko vsak element uporabimo le enkrat. Vrstni red izbranih elementov je pomemben. Za variacije brez ponavljanja reda 2 za ˇcrke v nalogi imamo naslednje moˇznosti: ab, ac, ba, bc, ca, cb. n! ˇ Stevilo variacij brez ponavljanja reda k izraˇcunamo po formuli Vnk = (n−k)! . Za dani primer je V32 = 3! (3−2)! = 6 variacij brez ponavljanja reda 2. 22. O variacijah s ponavljanjem reda k govorimo, kadar razporejamo v vrsto k elementov, ki jih izberemo iz mnoˇzice z n elementi (k ≤ n), kjer lahko izbrani element uporabimo veˇckrat. Vrstni red elementov je pomemben. Za variacije s ponavljanjem reda 2 za ˇcrke v nalogi imamo naslednje moˇznosti: ˇ aa, ab, ac, ba, bb, bc, ca, cb, cc. Stevilo variacij s ponavljanjem reda k k (p) k izraˇcunamo po formuli Vn = n . V danem primeru je potem (p) V32 = 32 = 9. 6! (6−4)! 23. a) V64 = = 360 24. a) 11.880 b) 1.860.480 b) (p) V 4 6 = 64 = 1.296 c) (n + 2)!/6 d) n(n − 1) 25. a) n1 = 6, (n2 = −5 ni reˇsitev) c) n = 2 b) n = 5 d) n1 = 3, (n2 = −6 ni reˇsitev) 26. a) V75 = 2.520 b) 27. a) 2V54 + 2V43 = 288 b) 2(p) V64 + 3(p) V63 = 3.240 28. a) (p) V 4 8 = 4.096 (p) V 5 7 = 16.807 b) V84 = 1.680 29. Nalogo raje preoblikujemo tako, da ˇskatle prirejamo izdelkom. V54 = 120. 30. V93 = 504 31. Vn3 = 60 ⇒ n = 5 1. Kombinatorika 9 32. O kombinacijah brez ponavljanja reda k govorimo, kadar izbiramo k elementov iz mnoˇzice z n razliˇcnimi elementi (k ≤ n), kjer vrstni red izbora elementov ni pomemben. Predstavljamo si lahko tudi, da k elementov hkrati izberemo iz mnoˇzice z n elementi. Za tri ˇcrke iz naloge imamo naslednje moˇznosti: ˇ abc, abd, acd, bcd. Stevilo kombinacij brez ponavljanja izraˇcunamo po formuli n n! 4! k Cn = k = k!(n−k)! . Za dani primer je C43 = 43 = 3!·(4−3)! = 4. 33. C83 = 8 3 5 = 34. C50 = 56. 50 5 7 = 15.380.937 35. C39 36. a) 495 b) 496 37. a) n1 = 8, (n2 = −7 ni reˇsitev) c) (n(n − 1))/2 d) n + 1 b) n = 5 c) n = 4 n! n! 38. n4 + 2 n3 + n2 = 4!(n−4)! + 2 · 3!(n−3)! + n! = 2!(n−2)! (n+1)(n+2) n! n! 1 1 1 = 2!(n−4)! 4·3 + 2 · 3(n−3) + (n−2)(n−3) = 2!(n−4)! · 4·3·(n−3)(n−2) = = n+2 4 (2n)! (2n)! 2n n n 39. n+1 · 2n n = n+1 · n!·n! = (n+1)!·(n−1)! = n+1 40. a) C64 = 15 (n+2)! 4!(n−2)! = b) C42 = 6 41. C82 = 28 42. Kombinacije s ponavljanjem reda k imenujemo vzorce, ki nastanejo tako, da iz mnoˇzice danih elementov na slepo izberemo en element, si ga ogledamo in ga vrnemo v mnoˇzico, nato zopet izbiramo, dokler ne nastane vzorec velikosti k. Pri tem vrstni red izbranih elementov ni pomeben. V danem primeru lahko oblikujemo naslednje vzorce: AA, AB, AC, AD, BB, BC, BD, CC, CD, DD. k Njihovo ˇstevilo je 10, kar lahko tudi izraˇcunamo po obrazcu (p) Cnk = Cn+k−1 , (p) k k 2 2 ˇce vzamemo, da je n = 4 in k = 2: Cn = Cn+k−1 = C4+2−1 = C5 = 10. 43. a) Ker se telefonske ˇstevilke ne morejo ponavljati, imamo kombinacije brez 100 20 ˇ ponavljanja. Stevilo vseh mogoˇcih vzorcev je Cnk = C100 = 20 b) Ker se telefonske ˇstevilke v vzorcu lahko ponavljajo, imamo kombinacije s ˇ ponavljanjem. Stevilo vseh mogoˇcih vzorcev je 119 (p) k k 20 20 Cn = Cn+k−1 = C100+20−1 = C119 = 20 1. Kombinatorika 10 44. V ˇskatli so lahko tudi kroglice iste barve, zato imamo kombinacije s ponavljan 13 (p) 10 10 jem. Za dani primer je n = 4 in k = 10. Potem je C4 = C13 = = 286. 10 45. Kadar hkrati izbiramo elemente iz veˇc tujih mnoˇzic in vrstni red elementov ˇ iz prve mnoˇzice z n1 elementi ni pomemben, imamo vezane kombinacije. Ce izbiramo k1 elementov in hkrati iz druge mnoˇzice z n2 elementi k2 elementov in tako naprej, je ˇstevilo vseh moˇznih razliˇcnih izborov n2 ,k2 ,...,kr nr n1 zenskami lahko izberejo dve ˇzenski Cnk11 ,n 2 ,...,nr = k1 · k2 · . . . · kr . Med 12 ˇ 2 razliˇ na C12 cnih naˇcinov, hkrati pa med 8 moˇskimi tri moˇske na C83 razliˇcnih 2 · C 3 = 3.696 razliˇ naˇcinov. Petˇclansko komisijo lahko izberejo torej na C12 cnih 8 naˇcinov. 46. Bele kroglice lahko izbiramo le iz mnoˇzice belih in rdeˇce iz mnoˇzice rdeˇcih kroglic. Med ˇstirimi kroglicami ˇzelimo dve ali tri rdeˇce kroglice, zato je ˇstevilo vseh moˇznosti C52 · C72 + C51 · C73 = 385. 47. Vsaj en kralj med tremi kartami pomeni en, dva ali trije kralji med njimi. Nalogo reˇsimo hitreje, ˇce od ˇstevila vseh moˇznih kombinacij reda 4 izmed 32 elementov odˇstejemo ˇstevilo kombinacij, ko med tremi kartami ni nobenega 3 − C 0 · C 3 = 1.684. kralja: C32 4 28 48. C50 · C65 + C51 · C64 + C52 · C63 = 281 49. C72 · C32 · C54 = 315 2. ˇ VERJETNOSTNI RACUN 2.1 Osnovni pojmi verjetnostnega raˇ cuna 1. Katere od naˇstetih mnoˇzic predstavljajo popoln sistem dogodkov pri metu poˇstene igralne kocke? Ali je katera med njimi popoln sistem elementarnih dogodkov? a) A = {S, L}, kjer je S padec sodega ˇstevila pik in L padec lihega ˇstevila pik, b) B = {M3 , V3 }, kjer pomeni M3 , da padejo manj kot tri pike in V3 , da padejo veˇc kot tri pike, c) C = {E1 , E2 , E3 , E4 , E5 , E6 }, kjer pomeni Ei padec i pik, d) D = {M2 , V2 }, kjer pomeni M2 , da padeta manj kot dve piki in V2 , da padeta vsaj dve piki. 2. Zapiˇsite popoln sistem elementarnih dogodkov pri poskusu, kjer hkrati vrˇzemo poˇsteno igralno kocko in poˇsten kovanec. Oznaˇcimo z Ei padec i pik na kocki ter s C padec cifre in z G padec grba na kovancu. 3. V porodniˇsnici so pri rojstvu trojˇckov beleˇzili vrstni red rojstva novorojenˇckov glede na spol. Zapiˇsite popoln sistem dogodkov, ˇce oznaˇcimo z D rojstvo deklice in z F rojstvo fantka. 4. Naj bo poskus met poˇstene igralne kocke. Pri tem se lahko zgodijo naslednji dogodki: A = {pade sodo ˇstevilo pik}, B = {padejo manj kot tri pike}, C = {pade ˇstevilo, deljivo s tri}, D = {pade liho ˇstevilo pik}. Odgovorite na naslednja vpraˇsanja: a) b) c) d) e) Kaj je vsota dogodkov A in B? Kaj je produkt dogodkov A in B? Ali sta dogodka A in B zdruˇzljiva? Kaj je nasprotni dogodek dogodka C? Ali sta dogodka A in D zdruˇzljiva? 2. Verjetnostni raˇcun 12 5. Strelec trikrat zapored strelja proti tarˇci. Oznaˇcimo z Z zadetek in z Z¯ zgreˇseni strel. Zapiˇsite popoln sistem elementarnih dogodkov in z njimi zapiˇsite naslednje dogodke: A = {tarˇca je zadeta natanko enkrat}, B = {tarˇca je zadeta vsaj dvakrat}, C = {prviˇc je zadel v tretjem poskusu}, D = {tarˇca je zadeta kveˇcjemu dvakrat}. 6. V posodi imamo listke s ˇstevili od 1 do 50. Na slepo izvleˇcemo en listek. Naj bosta dogodka A = {ˇstevilo je deljivo s 5} in B = {ˇstevilo je sodo}. a) b) c) d) 2.2 Kaj je vsota dogodkov A in B? Kaj je produkt dogodkov A in B? Ali sta dogodka A in B zdruˇzljiva? Kaj je nasprotni dogodek dogodka B? Verjetnost sluˇ cajnega dogodka 7. V posodi je 10 kroglic, od tega 6 modrih, ostale pa so rumene. Na slepo izvleˇcemo eno kroglico. Kolikˇsna je verjetnost, da: a) je kroglica modre barve, b) je kroglica rumene barve? 8. Kolikˇsna je verjetnost, da s ˇcrkami E, M, O, P, R, T na slepo zapiˇsemo besedo PROMET? 9. Na mizi leˇzi ˇsest listkov s ˇcrkami A, B, C, D, E, F. Na slepo vzamemo ˇstiri listke in z njimi sestavimo besedo. Kolikˇsna je verjetnost, da se bo beseda konˇcala na samoglasnik? 10. Kolikˇsna je verjetnost, da bo igralec pri navadni igri ˝Loto˝ zadel sedmico, ˇce je izpolnil eno kombinacijo sedmih ˇstevil izmed 39 ˇstevil? 11. V ˇskatli je 60 kroglic, ki so oˇstevilˇcene s ˇstevilkami od 1 do 60. Na slepo izvleˇcemo eno kroglico. Kolikˇsna je verjetnost, da je ˇstevilo na kroglici: a) deljivo s 3, b) deljivo s 5, c) deljivo s 3 ali s 5? 12. Kolikˇsna je verjetnost, da iz posode, v kateri je 5 belih, 6 rdeˇcih in 3 modre kroglice na slepo izvleˇcemo kroglico, ki je bele ali modre barve? 13. Iz kupa 32 igralnih kart na slepo izvleˇcemo eno karto. Kolikˇsna je verjetnost, da je karta dama ali pik? 2. Verjetnostni raˇcun 13 14. Na vlaku je med 30 potniki 5 potnikov brez vozne karte. Sprevodnik na slepo izbere 6 potnikov. Kolikˇsna je verjetnost, da bodo med njimi trije potniki brez vozne karte? 15. V ˇskatli je 7 belih, 3 modre in 8 ˇcrnih kroglic. Kroglice iste barve med seboj razlikujemo. Na slepo izvleˇcemo hkrati tri kroglice. Kolikˇsna je verjetnost, da: a) b) c) d) e) so vse tri kroglice bele, je ena kroglica modra, dve pa ˇcrni, nobena kroglica ni modra, je vsaj ena kroglica ˇcrna, je ena kroglica bela in dve modri ali pa ena modra in dve beli? 16. V trgovino so prejeli poˇsiljko 50 ˇzarnic, med njimi pa je bilo 8 neuporabnih. Kupec je na slepo izbral 10 ˇzarnic. Kolikˇsna je verjetnost, da: a) so vse ˇzarnice uporabne, b) je kveˇcjemu ena ˇzarnica neuporabna? 17. Med 40 izdelki je 5 izdelkov z napako. Kontrolor kakovosti na slepo izbere vzorec 4 izdelkov. Serijo izdelkov zavrne, ˇce je v vzorcu veˇc kot en izdelek z napako. Kolikˇsna je verjetnost, da je serijo zavrnil? 18. Iz obiˇcajnega kompleta 32 igralnih kart na slepo izvleˇcemo ˇstiri karte. Izraˇcunajte verjetnost, da a) b) c) d) e) 2.3 so vse ˇstiri karte rdeˇce, sta dve karti dami in ena je as, je vsaj ena karta pik, je kveˇcjemu ena karta dama, so dve ali tri karte kralji. Pogojna verjetnost in verjetnost produkta ¯ 19. Dogodka A in B sta neodvisna. Izraˇcunajte verjetnosti dogodkov AB, AB, ¯ AB, A/B, B/A, ˇce je verjetnost dogodka P (A) = 0,3 in verjetnost dogodka P (B) = 0,6. 20. Izraˇcunajte pogojni verjetnosti P (A/B) in P (B/A), ˇce so verjetnosti P (A) = 0,8, P (B) = 0,5, P (AB) = 0,3. ‡ 21. Izraˇcunajte verjetnosti P (A/B) in P (B/A) nezdruˇzljivih dogodkov A in B, kjer je P (A) > 0 in P (B) > 0. Sta dogodka A in B odvisna ali neodvisna? ‡ 22. Izraˇcunajte verjetnosti P (A/B) in P (B/A), kjer je dogodek A naˇcin dogodka B in dogodek B ni gotov dogodek. Sta dogodka A in B odvisna ali neodvisna? 2. Verjetnostni raˇcun 14 ˇ 23. Stirikrat zapored vrˇzemo poˇsteno igralno kocko. Izraˇcunajte verjetnost, da bo prviˇc padla ˇsestica, drugiˇc liho ˇstevilo, tretjiˇc ˇstirica in ˇcetrtiˇc dvojka ali trojka. 24. Dva lovca hkrati in neodvisno streljata na medveda. Verjetnost, da zadene prvi strelec, je 0,7 in verjetnost, da zadene drugi, je 0,6. Izraˇcunajte verjetnost, da je medved zadet: a) natanko enkrat, b) natanko dvakrat, c) kveˇcjemu enkrat pri pogoju, da je zadel vsaj en strelec. 25. Trije strelci hkrati ustrelijo proti tarˇci in jo zadenejo z verjetnostmi 0,3, 0,5 in 0,8. Kolikˇsna je verjetnost, da: a) bo tarˇca zadeta natanko enkrat, b) bo zadeta vsaj dvakrat, c) bo zadeta natanko dvakrat pri pogoju, da vsaj en strelec zadene? 26. V obratu imajo tri stroje. Verjetnosti njihovih okvar v enem mesecu so za prvi, drugi in tretji stroj po vrsti 0,2, 0,15 in 0,11. Okvare strojev so med seboj neodvisne. Izraˇcunajte verjetnost, da je moral vzdrˇzevalec v enem mesecu popraviti vsaj en stroj. 27. V posodi je 12 modrih in 18 belih kroglic. Na slepo izberemo ˇsestkrat po eno kroglico. Kolikˇsna je verjetnost, da bodo prve ˇstiri izbrane kroglice bele, zadnji dve pa modri, ˇce: a) izbranih kroglic ne vraˇcamo v posodo, b) izbrano kroglico vsakokrat vrnemo v posodo? 28. V posodi je 12 belih, 30 rdeˇcih, 20 modrih in 15 zelenih kroglic. Petkrat zapored na slepo izvleˇcemo po eno kroglico. Kolikˇsna je verjetnost, da bosta prvi dve izvleˇceni kroglici rdeˇci, tretja bela, ˇcetrta modra in peta zelena, ˇce: a) izvleˇceno kroglico vsakokrat vrnemo v posodo, b) izvleˇcenih kroglic ne vraˇcamo v posodo? 29. Z anketo so ˇzeleli ugotoviti, ali so gledalci iz Ljubljane, Maribora in Kopra zadovoljni ali nezadovoljni s televizijskimi programi. Tabela podaja ˇstevilo ljudi iz posameznih krajev, ki so zadovoljni oziroma nezadovoljni s programi: Ljubljana M aribor Koper zadovoljni nezadovoljni 229 153 143 200 220 195 Na slepo izberemo en izpolnjen anketni listiˇc. Izraˇcunajte verjetnost, da ga je izpolnil gledalec, ki je: 2. Verjetnostni raˇcun a) b) c) d) e) f) 15 iz Maribora, nezadovoljen s programom, iz Ljubljane in je s programom zadovoljen, zadovoljen s programom, pri pogoju, da je iz Kopra, iz Maribora, ˇce veste, da je s programom nezadovoljen, iz Maribora ali je s progamom zadovoljen. 30. V podjetju so zbrali podatke svojih zaposlenih o spolu in izobrazbi. Izobrazbo so razdelili na osnovnoˇsolsko (O), srednjeˇsolsko (S) in visokoˇsolsko (V ). Podatki so zbrani v tabeli: O S V M 19 46 12 ˇ Z 13 50 10 Kadrovnik je na sluˇcajen naˇcin izbral eno osebo v podjetju. Izraˇcunajte verjetnost, da je izbral: a) b) c) d) e) moˇskega, osebo s srednjeˇsolsko izobrazbo, ˇzensko s srednjeˇsolsko izobrazbo, med ˇzenskami tisto, ki ima visokoˇsolsko izobrazbo, moˇskega, ˇce veste, da ima oseba osnovnoˇsolsko izobrazbo. 31. Hkrati vrˇzemo dve poˇsteni igralni kocki. Izraˇcunajte verjetnost dogodka, da: a) je vsota pik na obeh kockah 8, b) je na drugi kocki padla ena pika veˇc kot na prvi kocki, c) je vsota pik na obeh kockah 9, pri pogoju, da so na vsaki kocki padle vsaj ˇstiri pike, d) so na vsaki kocki padle vsaj tri pike, pri pogoju, da je razlika pik na obeh kockah dve, e) je produkt pik na obeh kockah vsaj 20, pri pogoju, da je na prvi kocki padlo liho ˇstevilo pik. ‡ 32. V posodi so 4 rdeˇce in 2 modri kroglici. Dva otroka jemljeta kroglice iz posode. Najprej vzame kroglico prvi otrok in jo vrne nazaj, nato jo vzame drugi otrok in jo vrne nazaj. Igro ponavljata toliko ˇcasa, dokler eden izmed njiju ne izvleˇce modre kroglice. Izraˇcunajte verjetnost, a) da prvi otrok prvi izvleˇce modro kroglico, b) da drugi otrok prvi izvleˇce modro kroglico. 2. Verjetnostni raˇcun 2.4 16 Popolna verjetnost in Bayesova formula 33. V prvi posodi so 4 bele in 5 zelenih kroglic, v drugi pa 3 bele in 6 zelenih kroglic. Na slepo izvleˇcemo eno kroglico iz prve posode in jo damo v drugo posodo. Nato pa iz druge posode na slepo izvleˇcemo eno kroglico. a) Kolikˇsna je verjetnost, da iz druge posode izvleˇcemo belo kroglico? b) Iz druge posode smo izvlekli belo kroglico. Kolikˇsna je verjetnost, da je bila tudi iz prve posode izvleˇcena bela kroglica? 34. V prvi posodi je 5 modrih in 8 belih listiˇcev, v drugi pa 7 modrih in 10 beˇ padeta vsaj dve piki, na slepo lih listiˇcev. Vrˇzemo poˇsteno igralno kocko. Ce izvleˇcemo dva listiˇca iz prve posode, sicer pa iz druge. a) Kolikˇsna je verjetnost, da sta izbrana listiˇca enake barve? b) Izvleˇcena listiˇca sta bila enake barve. Kolikˇsna je verjetnost, da sta na kocki padli manj kot dve piki? 35. Iz kraja A v kraj B vozi 20 vozil, iz kraja B v kraj A pa 40 vozil. Verjetnost, da bo vozilo, ki vozi iz kraja A v kraj B, zavilo na vmesno bencinsko postajo, je 0,2, in da bo zavilo vozilo, ki vozi iz kraja B v kraj A, je 0,3. a) Na slepo izberemo eno vozilo in ga opazujemo. Kolikˇsna je verjetnost dogodka D, da bo vozilo zavilo na vmesno bencinsko postajo? b) Vozilo je zavilo na vmesno bencinsko postajo. Kolikˇsna je verjetnost, da je to vozilo, ki vozi iz kraja A v kraj B? c) Vozilo je zavilo na vmesno bencinsko postajo. Kolikˇsna je verjetnost, da je to vozilo, ki vozi iz kraja B v kraj A? 36. Prevozniˇsko podjetje ima 10 starih in 5 novih tovornjakov. Verjetnost, da se pokvari star tovornjak, je 0,12, in verjetnost, da se pokvari nov tovornjak, je 0,01. Voznik je za prevoz tovora na slepo izbral enega izmed tovornjakov. a) Kolikˇsna je verjetnost dogodka A, da se bo izbrani tovornjak pokvaril? b) Izbrani tovornjak se je pokvaril. Kolikˇsna je verjetnost, da je to eden izmed starih tovornjakov? c) Izbrani tovornjak se je pokvaril. Kolikˇsna je verjetnost, da je to eden izmed novih tovornjakov? 37. Trije stroji izdelujejo enak izdelek. Prvi stroj izdela 35 % vseh izdelkov, drugi 30 % in tretji 35 %. Vendar vsak od strojev izdela tudi nekaj izmeta. Prvi stroj izdela 5 % neuporabnih izdelkov, drugi 3 % in tretji 2 %. V kontroli preverjajo kvaliteto izdelkov. Na slepo izberejo en izdelek. a) Kolikˇsna je verjetnost, da je izbrani izdelek neuporaben? b) Izbrani izdelek je neuporaben. Kolikˇsna je verjetnost, da ga je izdelal drugi stroj? 2. Verjetnostni raˇcun 17 38. Na izpitu iz matematike je bilo med vsemi kandidati 35 % ˇstudentov, ki ponavljajo letnik. Izpit je uspeˇsno opravilo 55 % ponavljalcev in 70 % ostalih kandidatov. Profesor je na sluˇcajen naˇcin izbral en izpit. a) Kolikˇsna je verjetnost, da je izbrani izpit ocenjen pozitivno? b) Izbrani izpit je ocenjen pozitivno. Kolikˇsna je verjetnost, da ga je oddal ponavljalec? ‡ 39. Trije topovi streljajo na tank z verjetnostmi zadetkov 0,5, 0,4 in 0,7. Verjetnost, da bo tank uniˇcen z enim zadetkom je 0,2, z dvema 0,5 in s tremi 0,8. Vsi trije topovi streljajo hkrati in neodvisno drug od drugega. a) Kolikˇsna je verjetnost, da bo tank uniˇcen? b) Tank je uniˇcen. Kolikˇsna je verjetnost, da je bil zadet s tremi zadetki? c) Tank je uniˇcen. Kolikˇsna je verjetnost, da je bil zadet z vsaj dvema zadetkoma? 2.5 Zaporedja neodvisnih poskusov 40. Verjetnost, da se v poskusu zgodi dogodek A, je 0,2. Poskus smo ponovili 12-krat tako, da je izid posameznega poskusa neodvisen od izidov v predhodnjih poskusih. Kolikˇsna je verjetnost, da se je dogodek A zgodil natanko 7-krat? ˇ 41. Sestkrat zapored vrˇzemo poˇsteno igralno kocko. Kolikˇsna je verjetnost, a) da pade ˇsestica natanko trikrat, b) da pade ˇsestica prviˇc pri zadnjem metu, c) da pade ˇsestica kveˇcjemu dvakrat? 42. Med baterijskimi vloˇzki je 10 % neuporabnih. Izraˇcunajte verjetnost, da so med 15 izdelki najveˇc trije neuporabni. 43. Verjetnost, da poˇstna poˇsiljka prispe na pravi naslov, je 99 %. Izraˇcunajte verjetnost, da sta med 40 poˇsiljkami kveˇcjemu dve poˇsiljki prispeli na napaˇcni naslov. ˇ 44. Student mora na izpitu pri vsakem od dvajsetih vpraˇsanj obkroˇziti pravilen odgovor izmed treh podanih odgovorov. Vsakokrat je pravilen natanko eden od odgovorov. Ker se ˇstudent na izpit ni pripravil, je obkroˇzal na slepo. Kolikˇsna je verjetnost, da pravilno reˇsil natanko deset nalog? 45. V raˇcunovodstvu podjetja imajo 8 raˇcunalnikov. Verjetnost, da se raˇcunalnik pokvari v enem letu, je za vse raˇcunalnike enaka 0,25. Izraˇcunajte verjetnost, da se je v istem letu pokvarilo najveˇc 6 raˇcunalnikov. 46. Kaj je bolj verjetno? Da padejo trije grbi pri desetih metih kovanca ali pet grbov pri petnajstih metih kovanca? 2. Verjetnostni raˇcun 18 ‡ 47. Kolikokrat moramo vreˇci kocko, da bo padla enka prviˇc v zadnji ponovitvi poskusa z verjetnostjo najmanj 0,05? 48. Peljemo se skozi pet semaforiziranih kriˇziˇsˇc. Privzemimo, da med seboj niso sinhronizirana, kar pomeni, da delujejo neodvisno drug od drugega. V vsakem kriˇziˇsˇcu naj bo verjetnost, da bo gorela zelena luˇc, ko pripeljemo v kriˇziˇsˇce, enaka 0,4. Kolikˇsna je verjetnost, da bo gorela zelena luˇc a) b) c) d) 2.6 v v v v natanko treh kriˇziˇsˇcih, natanko ˇstirih kriˇziˇsˇcih, najveˇc dveh kriˇziˇsˇcih, vsaj enem kriˇziˇsˇcu? Sluˇ cajne spremenljivke 49. Diskretna sluˇcajna spremenljivka X ima naslednjo verjetnostno shemo: X: 1 2 3 4 5 0,4 p 0,1 0,15 p Doloˇcite p. 50. Diskretna sluˇcajna spremenljivka X je enakomerno porazdeljena z zalogo vrednosti {5, 10, 15, 20, 25, 30, 35}. Zapiˇsite njeno verjetnostno shemo. 51. Trikrat zapored vrˇzemo kovanec. Sluˇcajna spremenljivka X naj bo ˇstevilo grbov, ki pri tem padejo. Zapiˇsite njeno verjetnostno shemo. 52. Koˇsarkar petkrat zapored vrˇze na koˇs. Verjetnost zadetka je v vseh metih 1/3. Sluˇcajna spremenljivka X naj bo ˇstevilo doseˇzenih koˇsev. Zapiˇsite verjetnostno shemo spremenljivke X. 53. V prvi ˇskatli imamo dve kroglici, ki sta oˇstevilˇceni s ˇstevilkama 1 in 2, v drugi pa tri kroglice s ˇstevilkami 1, 2 in 3. Slepo izberemo iz vsake od ˇskatel po eno kroglico. Sluˇcajna spremenljivka X naj bo vsota ˇstevilk na obeh kroglicah. Zapiˇsite njeno verjetnostno shemo. 54. Med 12 izdelki so 4 izdelki z napako. Na slepo izberemo med vsemi izdelki tri izdelke. Sluˇcajna spremenljivka X naj bo ˇstevilo izdelkov z napako med izbranimi izdelki. Zapiˇsite njeno verjetnostno shemo. 55. Sluˇcajna spremenljivka X ima naslednjo verjetnostno shemo: X: −1 0 1 2 3 0,1 0,1 0,4 0,1 0,3 2. Verjetnostni raˇcun 19 Izraˇcunajte matematiˇcno upanje, varianco in standardni odklon spremenljivke X. Razloˇzite pomen izraˇcunanih vrednosti. 56. Diskretna sluˇcajna spremenljivka X ima verjetnostno shemo a) b) c) d) 1 2 3 4 5 0,3 0,1 0,1 0,15 p Doloˇcite verjetnost p. Kolikˇsna je verjetnost, da bo vrednost spremenljivke X enaka 3 ali 4? Kolikˇsna je verjetnost, da vrednost spremenljivke X ni veˇcja od 2? Doloˇcite matematiˇcno upanje, varianco in standardni odklon za X. 57. Celoˇstevilska diskretna sluˇcajna spremenljivka X ima verjetnostno shemo −2 −1 3 6 7 x6 X: 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 p Izraˇcunajte x6 in p, ˇce je: a) njeno matematiˇcno upanje enako 2, b) njeno matematiˇcno upanje enako 1,5, c) njena varianca enaka 14,49. 58. Iz obiˇcajnega kompleta 32 igralnih kart na slepo izvleˇcemo ˇstiri karte hkrati. Sluˇcajna spremenljivka X naj bo ˇstevilo src med izvleˇcenimi kartami. Zapiˇsite njeno verjetnostno shemo in izraˇcunajte matematiˇcno upanje, varianco in standardni odklon spremenljivke X. 59. Iz posode, v kateri je 8 belih in 4 rdeˇce kroglice, trikrat zapored izvleˇcemo po eno kroglico. Izvleˇceno kroglico vsakokrat vrnemo v posodo. Sluˇcajna spremenljivka X naj bo ˇstevilo izvleˇcenih rdeˇcih kroglic. Zapiˇsite njeno verjetnostno shemo in izraˇcunajte matematiˇcno upanje, varianco in standardni odklon. 60. V posodi je 5 belih in 3 ˇcrne kroglice. Na slepo izvleˇcemo iz posode 2 kroglici hkrati. Vsaka izvleˇcena ˇcrna kroglica povzroˇci izgubo 1.000,00 d. e., vsaka izvleˇcena bela kroglica pa dobiˇcek 2.000,00 d. e. Sluˇcajna spremenljivka X naj bo dobiˇcek pri vsakem vleˇcenju kroglic. Doloˇcite verjetnostno shemo, matematiˇcno upanje in standardni odklon spremenljivke X. 61. Verjetnost, da je na vlaku slepi potnik brez vozne karte, je 0,1. Sprevodnik na vlaku na slepo izbere 3 potnike. Sluˇcajna spremenljivka X naj bo ˇstevilo potnikov brez vozne karte med izbranimi tremi potniki. Zapiˇsite verjetnostno shemo in izraˇcunajte matematiˇcno upanje ter standardni odklon sluˇcajne spremenljivke X. 2. Verjetnostni raˇcun 20 62. Verjetnost, da se izdelek poˇskoduje pri prevozu, je 0,05. Za kontolo kvalitete prevoza smo nakljuˇcno izbrali 3 izdelke. Naj bo sluˇcajna spremenljivka X ˇstevilo poˇskodovanih izdelkov med izbranimi izdelki. Zapiˇsite verjetnostno shemo in izraˇcunajte matematiˇcno upanje ter standardni odklon sluˇcajne spremenljivke X. 63. Verjetnost, da se bo vozilo ustavilo na poˇcivaliˇsˇcu ob avtocesti, je 0,4. Opazujemo tri nakljuˇcno izbrana vozila na avtocesti. Naj bo sluˇcajna spremenljivka X ˇstevilo avtomobilov med izbranimi tremi vozili, ki se ustavijo na poˇcivaliˇsˇcu. Izraˇcunajte matematiˇcno upanje in standardni odklon sluˇcajne spremenljivke. 64. Na opazovanem cestnem odseku se v enem letu zgodijo povpreˇcno tri prometne nesreˇce. Izraˇcunajte verjetnost, da se bo v naslednjem letu zgodilo 5 prometnih nesreˇc, in verjetnost, da se bo zgodila le ena prometna nesreˇca. Predpostavimo, da je ˇstevilo prometnih nesreˇc, ki se zgodijo na opazovenem cestnem odseku, sluˇcajna spremenljivka, ki ima Poissonovo porazdelitev. 65. Na ˇzeleznici so opazili, da ima vlak na relaciji Novo mesto - Ljubljana povpreˇcno 8-krat na mesec zamudo. Izraˇcunajte verjetnost, da bo imel vlak na tej relaciji v naslednjem mesecu zamudo 10-krat. Predpostavimo, da je ˇstevilo zamud vlakov na tej relaciji v enem mesecu sluˇcajna spremenljivka, ki ima Poissonovo porazdelitev. 66. Opazovali so doloˇceno kriˇziˇsˇce in ugotovili, da prevozi kriˇziˇsˇce povpreˇcno 5 vozil na minuto. Izraˇcunajte verjetnost, da bosta v naslednji minuti prevozila kriˇziˇsˇce najveˇc dve vozili. Predpostavimo, da je ˇstevilo vozil, ki prevozi kriˇziˇsˇce v eni minuti, sluˇcajna spremenljivka, ki ima Poissonovo porazdelitev. 67. Funkcija 0, x ≤ 0 x3 , 0 < x < 1 F (x) = 1, x ≥ 1 je porazdelitvena funkcija zvezne sluˇcajne spremenljivke X. a) Izraˇcunajte verjetnosti P (X < 0,7) in P (0,1 ≤ X < 0,5). b) Izraˇcunajte verjetnosti P (−1 ≤ X < 2) in P (X ≥ 0,6). c) Nariˇsite graf funkcije F (x). ‡ 68. Doloˇcite a in b tako, da bo F (x) = 0, x ≤ 1 ax2 + bx − 3, 1 < x < 2 1, x ≥ 2 porazdelitvena funkcija zvezne sluˇcajne spremenljivke X. Za izraˇcunana a in b nariˇsite graf funkcije F (x) in izraˇcunajte verjetnost P (1 ≤ X ≤ 1,5). 2. Verjetnostni raˇcun 21 ‡ 69. Doloˇcite a tako, da bo F (x) = 0, x ≤ 0 0<x<1 1, x ≥ 1 ax x−2 , porazdelitvena funkcija zvezne sluˇcajne spremenljivke X in izraˇcunajte gostoto porazdelitve te sluˇcajne spremenljivke. ‡ 70. Doloˇcite a tako, da bo p(x) = ax − ax2 , 0 < x < 1 0, sicer gostota zvezne sluˇcajne spremenljivke X in izraˇcunajte P (0,1 ≤ X < 0,5). ‡ 71. Doloˇcite a tako, da bo p(x) = a−x a , 0<x<2 0, sicer gostota zvezne sluˇcajne spremenljivke X. Izraˇcunajte P (X < 1), E(X), σ 2 (X) in σ(X). 72. Sluˇcajna spremenljivka X naj bo enakomerno porazdeljena na intervalu [2, 6]. Zapiˇsite gostoto porazdelitve spremenljivke X in izraˇcunajte P (3 < X < 5). 73. Zvezna sluˇcajna spremenljivka X naj bo enakomerno porazdeljena na intervalu [2, 6]. Zapiˇsite gostoto porazdelitve spremenljivke X ter izraˇcunajte E(X), σ 2 (X) in σ(X). 74. Zvezna sluˇcajna spremenljivka X naj bo enakomerno porazdeljena na intervalu [1, 3]. Zapiˇsite gostoto porazdelitve spremenljivke X ter izraˇcunajte E(X), σ 2 (X), σ(X) in P (1,5 ≤ X ≤ 2). 75. Sluˇcajna spremenljivka Z je porazdeljena standardizirano normalno, Z ∼ N (0, 1). S pomoˇcjo tabele vrednosti funkcije Φ (priloga 1) izraˇcunajte: a) b) c) d) e) f) P (0 ≤ Z < 1), P (0 ≤ Z < 1,2), P (0 ≤ Z < 2,36) P (−2 ≤ Z < 0), P (−1,53 ≤ Z < 0), P (−0,58 ≤ Z < 0) P (1 ≤ Z < 2), P (0,24 ≤ Z < 1,12), P (−1,55 ≤ Z < −0,5) P (−1,2 ≤ Z < 0,5), P (−0,25 ≤ Z < 2,15), P (−2,51 ≤ Z < 0,18) P (Z ≥ 1,42), P (Z ≥ 0,12), P (Z ≤ −3,02) P (Z ≥ −1,35), P (Z ≥ −0,42), P (Z ≤ 2,13) 2. Verjetnostni raˇcun 22 ‡ 76. Sluˇcajna spremenljivka Z je porazdeljena standardizirano normalno, Z ∼ N (0, 1). Doloˇcite z tako, da bo veljalo P (1 ≤ Z < z) = 0,0494. ‡ 77. Sluˇcajna spremenljivka Z je porazdeljena standardizirano normalno, Z ∼ N (0, 1). Doloˇcite z tako, da bo veljalo P (z ≤ Z < 1, 5) = 0,2244. 78. Sluˇcajna spremenljivka X je porazdeljena po zakonu N (3, 0,7). Izraˇcunajte verjetnosti: a) b) c) d) e) P (3 ≤ X < 3,5), P (3 ≤ X < 4,2), P (2 ≤ X < 3) P (3,2 ≤ X < 4), P (3,6 ≤ X < 4,1), P (1 ≤ X < 2,2) P (2 ≤ X < 3,5), P (1,5 ≤ X < 3,2), P (2,5 ≤ X < 3,5) P (X ≥ 4), P (X ≥ 5), P (X < 1,8) P (X ≤ 4,5), P (X ≤ 3,8), P (X ≥ 1,2) ˇ v minutah, ki ga potrebujejo vozniki osebnih avtomobilov, da prepeljejo 79. Cas pot od Novega mesta do Ljubljane, naj bo normalno porazdeljena sluˇcajna spremenljivka po zakonu N (40, 6). Izraˇcunajte verjetnost, da sluˇcajno izbrani voznik a) prepelje pot v ˇcasu med 38 in 46 minut; b) potrebuje za pot veˇc kot 50 minut; c) potrebuje za pot manj kot 35 minut. 80. Naj bo poraba goriva osebnega avtomobila na 100 km normalno porazdeljena sluˇcajna spremenljivka X z matematiˇcnim upanjem µ = 9 litrov in standardnim odklonom σ = 0,8 litra. Izraˇcunajte verjetnost, da bo poraba goriva tega avtomobila za naslednjih 100 km a) med 8 in 10 litrov; b) manj kot 9,2 litra; c) veˇc kot 8 litrov. 81. Koliˇcina tekoˇcine v litrih, ki jo elevator (pretovorna mehanizacija) transportira v eni uri dela, je normalno porazdeljena sluˇcajna spremenljivka po zakonu N (60, 4). Izraˇcunajte verjetnost, da je koliˇcina transportirane tekoˇcine v naslednji uri a) manj kot 58 litrov; b) veˇc kot 65 litrov tekoˇcine; c) med 57 in 59 litri. 82. Doloˇcite matematiˇcno upanje sluˇcajne spremenljivke X, ki je porazdeljena normalno s standardnim odklonom σ = 1,2 in za katero velja P (X < 14) = 0,7642. Kolikˇsna je verjetnost, da bo v nekem poskusu vrednost spremenljivke X med 13 in 15? 2. Verjetnostni raˇcun 23 83. Sluˇcajna spremenljivka X se porazdeljuje normalno z matematiˇcnim upanjem 2. Izraˇcunajte standardni odklon spremenljivke X, ˇce je P (X ≥ 1) = 0,8621. Kolikˇsna je verjetnost, da bo vrednost spremenljivke X v nekem poskusu veˇcja od 3? 84. Predpostavimo, da je viˇsina odraslih ljudi sluˇcajna spremenljivka, ki je porazdeljna normalno z matematiˇcnim upanjem µ = 176 cm in standardnim odklonom σ = 9 cm. Izraˇcunajte, pribliˇzno koliko ljudi bo med 850 odraslimi ljudmi viˇsjih od 188 cm. ‡ 85. Naj bo za odrasle osebe ˇstevilo ur gledanja TV na teden normalno porazdeljena sluˇcajna spremenljivka z matematiˇcnim upanjem 20 ur in s standardnim odklonom 3 ure. Najmanj koliko ur na teden gleda TV oseba, ki spada v skupino 20 % odraslih oseb, ki gledajo TV najveˇc? 86. S pomoˇcjo aproksimacije binomske porazdelitve z normalno porazdelitvijo izraˇcunajte verjetnost, da je pri 1.500 metih kovanca padel grb vsaj 800 krat. 87. S pomoˇcjo aproksimacije binomske porazdelitve z normalno porazdelitvijo izraˇcunajte verjetnost, da je pri 8.000 metih poˇstene igralne kocke padlo sodo ˇstevilo veˇc kot 3.950-krat. 2.7 Formule in pravila Verjetnost 1. vsote dveh nezdruˇzljivih dogodkov: P (A + B) = P (A) + P (B) 2. vsote zdruˇzljivih dogodkov: P (A + B) = P (A) + P (B) − P (AB) ¯ = 1 − P (A) 3. nasprotnega dogodka: P (A) 4. pogojna: P (A/B) = P (AB)/P (B) 5. produkta v celoti neodvisnih dogodkov: P (A1 A2 . . . An ) = P (A1 )P (A2 ) · · · P (An ) 6. produkta odvisnih dogodkov: P (A1 A2 . . . An ) = P (A1 )P (A2 /A1 ) · · · P (An /A1 A2 . . . An−1 ) 7. popolna: P (A) = P (H1 )P (A/H1 ) + P (H2 )P (A/H2 ) + · · · + P (Hn )P (A/Hn ) Bayesova formula P (Hi /A) = P (Hi )P (A/Hi ) (i = 1, 2, . . . , n) P (A) 2. Verjetnostni raˇcun 24 Bernoullijeva formula n k Pn (k) = p (1 − p)n−k (k = 0, 1, . . . , n) k Verjetnostna shema diskretne sluˇ cajne spremenljivke X: x1 x2 x3 . . . xn p1 p2 p3 . . . pn (p1 + p2 + · · · + pn = 1) Matematiˇ cno upanje diskretne sluˇ cajne spremenljivke E(X) = Σnk=1 pk xk = p1 x1 + p2 x2 + · · · + pn xn Varianca in standardni odklon diskretne sluˇ cajne spremenljivke σ 2 (X) = E(X 2 ) − (E(X))2 , σ(X) = p σ 2 (X) E(X 2 ) = Σnk=1 pk x2k = p1 x21 + p2 x22 + · · · + pn x2n Poissonova porazdelitev λk e−λ , k! Pλ (k) = P (X = k) = E(X) = λ Porazdelitvena funkcja zvezne sluˇ cnajne spremenljivke (z gostoto verjetnosti p) Z x Z F (x) = P (X < x) = ∞ p(t) dt, −∞ p(x) dx = 1 −∞ Matematiˇ cno upanje zvezne sluˇ cajne spremenljivke (z gostoto verjetnosti p) Z ∞ E(X) = x p(x) dx −∞ Varianca in standardni odklon zvezne sluˇ cajne spremenljivke (z gostoto verjetnosti p) σ 2 (X) = E(X 2 ) − (E(X))2 , σ(X) = Z ∞ 2 E(X ) = x2 p(x) dx −∞ p σ 2 (X) 2. Verjetnostni raˇcun 25 Normalna porazdelitev (x−µ)2 1 p(x) = √ e− 2σ2 σ 2π b−µ a−µ P (a ≤ X < b) = Φ −Φ , Φ(−x) = −Φ(x) , Φ(∞) = 0,5 σ σ Aproksimacija binomske porazdelitve z normalno porazdelitvijo P (a ≤ k < b) = Φ b − np √ npq −Φ a − np √ npq , np > 4, n(1 − p) > 4 ˇ RESITVE 1. Mnoˇzica dogodkov je popoln sistem dogodkov danega poskusa, ˇce vsebuje vse mogoˇce dogodke, ki so paroma nezdruˇzljivi, njihova vsota pa je gotov dogodek. Popoln sistem elementarnih dogodkov je popoln sistem dogodkov, ki je sestavljen iz elementarnih dogodkov (dogodki, ki jih ne moremo zapisati kot vsoto nekih dogodkov). Popolne sisteme dogodkov predstavljajo mnoˇzice A, C in D, popoln sistem elementarnih dogodkov pa je C. 2. Dogodek v tem poskusu je urejeni par (Ei , C) ali pa (Ei , G). Popoln sistem elementarnih dogodkov je mnoˇzica vseh moˇznih urejenih parov v poskusu: {(E1 , C), (E2 , C), (E3 , C), (E4 , C), (E5 , C), (E6 , C), (E1 , G), (E2 , G), (E3 , G), (E4 , G), (E5 , G), (E6 , G)} 3. Dogodek v poskusu je urejena trojka rojstev otrok, kjer so beleˇzili spol. {(F, F, F ), (D, F, F ), (F, D, F ), (F, F, D), (D, D, F ), (D, F, D), (F, D, D), (D, D, D)} 4. a) Vsota dveh (ali veˇc) dogodkov se zgodi, ko se zgodi vsaj eden od obeh (ali veˇc) dogodkov. Vsota dogodkov A in B v obravnavanem primeru se zgodi, ˇce pade 1, 2, 4 ali 6 pik. b) Produkt dveh dogodkov se zgodi, ko se zgodita oba dogodka hkrati. Produkt dogodkov A in B se torej zgodi, ˇce padeta dve piki. c) Dogodka sta nezdruˇzljiva, ˇce se nikoli ne moreta zgoditi hkrati. V nasprotnem primeru sta zdruˇzljiva. Dogodka A in B sta zdruˇzljiva, ker se lahko zgodita hkrati - ˇce pade 2. d) Nasprotni dogodek dogodka C se zgodi natanko takrat, ko se dogodek C ne zgodi, torej ˇce padejo 1, 2, 4 ali 5 pik. e) Dogodka nista zdruˇzljiva, ker ˇstevilo ne more biti liho in sodo hkrati. 2. Verjetnostni raˇcun 5. 26 ¯ Z¯ ZZ, ¯ ¯ Z, ¯ Z Z¯ Z, ¯ ZZZ, ¯ ¯ ¯ ZZZ Z¯ Z¯ Z, ZZ Z ZZ, ZZ Z, ¯ Z¯ + Z¯ ZZ, ¯ ¯ + ZZZ ¯ A = Z Z¯ Z¯ + ZZ B = ZZ Z¯ + Z ZZ + ZZZ, ¯ ¯ + ZZ ¯ Z¯ + Z Z¯ Z¯ + ZZZ ¯ ¯ + ZZ Z¯ C = Z¯ ZZ, D = Z¯ Z¯ Z¯ + Z¯ ZZ + Z ZZ 6. a) Vsoto dogodkov predstavljajo izvleˇcena ˇstevila, ki so deljiva s 5 ali z 2. b) Produkt dogodkov predstavljajo izvleˇcena ˇstevila, ki so deljiva z 10 (s 5 in z 2 hkrati). c) Dogodka se zgodita hkrati, ˇce izvleˇcemo listek s ˇstevilom, ki je deljivo z 10, zato sta zdruˇzljiva. ¯ = {ˇstevilo je liho}. d) B 7. Naj bo n ˇstevilo vseh mogoˇcih enako verjetnih izidov v poskusu in m ˇstevilo ugodnih izidov za dogodek A. Po klasiˇcni definiciji verjetnosti je verjetnost dogodka A: P (A) = m/n. a) Ker je v posodi 6 modrih kroglic, je m = 6 in n = 10 ˇstevilo vseh kroglic. Verjetnost dogodka A je potem P (A) = m/n = 3/5. b) m = 4, n = 10, P (A) = 2/5 8. Vse ˇcrke so razliˇcne, zato lahko sestavimo besedo PROMET na en sam naˇcin ˇ (m = 1). Stevilo vseh izidov pri slepem zapisovanju besede pa je ˇstevilo permutacij 6 ˇcrk, zato je n = 6! = 720 in P (A) = 1/6! = 0,00139. 9. m = 2V53 = 120, n = V64 = 360, P (A) = 1/3 7 = 15.380.937, P (A) = 1/15.380.937 = 6,5 · 10−8 10. m = 1, n = C39 11. a) m = 20 ˇstevil, ki so deljiva s 3, n = 60 vseh ˇstevil, zato je P (A) = 1/3. b) m = 12, n = 60, P (B) = 1/5 c) Dogodka A in B sta zdruˇzljiva, verjetnost vsote dveh zdruˇzljivih dogodkov pa izraˇcunamo po formuli P (A + B) = P (A) + P (B) − P (AB). Produkt dogodkov predstavlja ˇstevilo, ki je deljivo s 3 in s 5 hkrati, torej je deljivo s 15 in P (AB) = 1/15. Verjetnost dogodka, da je ˇstevilo deljivo s 3 ali s 5, je P (A + B) = 7/15. 12. m = 5 + 3 = 8, n = 14, P (A) = 8/14 = 4/7 13. Oznaˇcimo z A dogodek, da je karta dama in z B, da je pik. Vsota dogodkov A + B je dogodek, da je karta dama ali pik, produkt dogodkov AB pa pikova dama. Dogodka sta zdruˇzljiva, zato je P (A + B) = P (A) + P (B) − P (AB) = 4/32 + 8/32 − 1/32 = 11/32. 14. Elemente izbiramo iz mnoˇzice potnikov, ki je razdeljena na dve tuji podmnoˇzici: na potnike brez vozne karte in na potnike z vozno karto. Uporabimo vezane 3 , n = C 6 , P (A) = 0,0387. kombinacije: m = C53 · C25 30 3 , P (A) = 0,043 15. a) m = C73 · C30 · C80 , n = C18 2. Verjetnostni raˇcun 27 3 , P (B) = 0,103 b) m = C70 · C31 · C82 , n = C18 3 , c) Kroglice razdelimo na modre in na preostale. Potem je m = C30 · C15 3 , P (C) = 0,558. n = C18 ˇ je D dogodek, da je vsaj ena ˇcrna kroglica (ena ali veˇc), je njegov d) Ce ¯ da nobena kroglica ni ˇcrna. Med verjetnostma donasprotni dogodek D, ¯ godkov velja zveza P (D) = 1− P (D), 0 3 3 zato je P (D) = 1 − C8 · C10 /C18 = 0,853 3 , P (E) = 0,103 e) m = C71 · C32 · C80 + C72 · C31 · C80 , n = C18 0 10 10 16. a) m = C8 · C42 , n = C50 , P (A) = 0,143 b) Kveˇcjemu ena neuporabna ˇzarnica pomeni, da je neuporabna najveˇc ena ˇzarnica (torej 0 ali 1), zato je 10 + C 1 · C 9 , n = C 10 , P (B) = 0,491. m = C80 · C42 8 42 50 17. Zopet uporabimo nasprotni dogodek. ¯ = 1 − (C 0 C 4 + C 1 C 3 )/C 4 = 0,069. P (A) = 1 − P (A) 5 35 5 35 40 18. a) b) c) d) e) 4 · C 0 , n = C 4 , P (A) = 0,051 m = C16 16 32 1 , n = C 4 , P (B) = 0,016 m = C42 · C41 · C24 32 4 )/C 4 = 0,705 ¯ P (C) = 1 − P (C) = 1 − (C80 · C24 32 4 1 3 4 0 m = C4 · C28 + C4 · C28 , n = C32 , P (D) = 0,934 2 + C 3 · C 1 , n = C 4 , P (E) = 0,0662 m = C42 · C28 4 28 32 19. Pogojna verjetnost P (A/B) je verjetnost, da se je zgodil dogodek A, pri pogoju, da se je zgodil tudi dogodek B. Izraˇcunamo jo po formuli P (A/B) = P (AB)/P (B). Opazujemo torej ˇstevilo vseh ugodnih izidov za produkt AB in ˇstevilo ugodnih izidov za dogodek B. Dogodka A in B sta neodvisna, ˇce velja P (A/B) = P (A) in P (B/A) = P (B). Od tod sledi, da je P (AB) = P (A)P (B). Za dani primer je ¯ = P (A)P (B) ¯ = 0,12, P (AB) = P (A)P (B) = 0,18, P (AB) ¯ ¯ P (AB) = P (A)P (B) = 0,42, P (A/B) = P (A) = 0,3, P (B/A) = P (B) = 0,6. 20. P (A/B) = P (AB)/P (B) = 0,6, P (B/A) = P (AB)/P (A) = 0,375 21. Ker sta dogodka nezdruˇzljiva, je njun produkt nemogoˇc dogodek: P (AB) = 0. P (A/B) = P (AB)/P (B) = 0 6= P (A), P (B/A) = P (AB)/P (A) = 0 6= P (B). Dogodka sta odvisna, ker P (A/B) 6= P (A) in P (A/B) 6= P (A). ˇ je dogodek A naˇcin dogodka B, se vsakokrat, ko se zgodi dogodek A, zgodi 22. Ce tudi dogodek B. Potem je AB = A. P (A/B) = P (AB)/P (B) = P (A)/P (B) 6= P (A), P (B/A) = P (AB)/P (A) = P (A)/P (A) = 1 6= P (B). Dogodka sta odvisna, ker P (A/B) 6= P (A) in P (B/A) 6= P (B). 2. Verjetnostni raˇcun 28 23. Oznaˇcimo omenjene dogodke po vrsti z A1 , A2 , A3 , A4 . Dogodki so med seboj 1 neodvisni, zato je P (A1 A2 A3 A4 ) = P (A1 )P (A2 )P (A3 )P (A4 ) = 61 · 21 · 16 · 13 = 216 . 24. Oznaˇcimo s S1 dogodek, da je prvi lovec zadel in s S2 , da je zadel drugi. Potem je P (S1 ) = 0, 7 in P (S2 ) = 0,6. Verjetnosti dogodkov, da sta zgreˇsila, pa sta P (S¯1 ) = 1 − P (S1 ) = 0,3 in P (S¯2 ) = 1 − P (S2 ) = 0,4. Dogodek S1 je neodvisen od dogodkov S2 in S¯2 , dogodek S2 pa od dogodkov S1 in S¯1 . a) P (A) = P (S1 S¯2 + S¯1 S2 ) = P (S1 )P (S¯2 ) + P (S¯1 )P (S2 ) = 0,46 b) P (B) = P (S1 S2 ) = 0,42 c) Dogodek, da je medved zadet kveˇcjemu enkrat, je A = S¯1 S¯2 + S1 S¯2 + S¯1 S2 , in da je zadet vsaj enkrat, je B = S1 S2 + S1 S¯2 + S¯1 S2 . Produkt dogodkov AB je dogodek, ko se A in B zgodita hkrati. Torej je AB dogodek, da je medved zadet natanko enkrat: AB = S1 S¯2 + S¯1 S2 . P (A/B) = P (AB)/P (B) = 0,46/0,88 = 0,523. 25. a) P (A) = 0,38 b) P (B) = 0,55 c) Naj bo dogodek A, da je tarˇca natanko dvakrat zadeta in B dogodek, da je vsaj en strelec zadel. P (A/B) = 0,46 26. P (A) = 1 − 0,8 · 0,85 · 0,89 = 0,395 27. Oznaˇcimo z Ai , da je bila pri i-tem izbiranju izbrana bela kroglica, in z Bi , da je bila pri i-tem izbiranju izbrana modra kroglica. a) Ker izbranih kroglic ne vraˇcamo v posodo, so posamezni dogodki med seboj odvisni. P (A1 A2 A3 A4 B5 B6 ) = P (A1 )P (A2 /A1 )P (A3 /A1 A2 )P (A4 /A1 A2 A3 )P (B5 /A1 A2 A3 A4 ) · 18 17 16 15 12 11 ·P (B6 /A1 A2 A3 A4 B5 ) = 30 · 29 · 28 · 27 · 26 · 25 = 0,023 b) Ker izbrano kroglico vsakokrat vrnemo v posodo, so posamezni dogodki med seboj neodvisni. P (A1 A2 A3 A4 B5 B6 ) = P (A1 )P (A2 )P (A3 )P (A4 )P (B5 )P (B6 ) = 18 18 18 12 12 = 18 30 · 30 · 30 · 30 · 30 · 30 = 0,021 28. a) P (R1 R2 B3 M4 Z5 ) = 0,0012 b) P (R1 R2 B3 M4 Z5 ) = 0,0013 29. Dopolnimo tabelo: Ljubljana M aribor Koper skupaj zadovoljni nezadovoljni skupaj 229 153 382 143 200 343 220 195 415 592 548 1140 2. Verjetnostni raˇcun 29 Oznaˇcimo po vrsti z L, M, K dogodke, da je oseba iz Ljubljane, Maribora oziroma iz Kranja ter z Z in N , da je oseba zadovoljna oziroma nezadovoljna s programom. a) b) c) d) e) f) P (M ) = 343/1.140 = 0,301 P (N ) = 548/1.140 = 0,481 P (LZ) = 229/1.140 = 0,201 P (Z/K) = P (ZK)/P (K) = 220/415 = 0,530 P (M/N ) = P (M N )/P (N ) = 200/548 = 0,365 343 + P (M + Z) = P (M ) + P (Z) − P (M Z) = 1140 592 1140 − 143 1140 = 792 1140 30. Naj bodo O, S, V po vrsti dogodki, da ima oseba osnovnoˇsolsko, srednjeˇsolsko ˇ da je oseba moˇskega oziroma ˇzenskega ali visokoˇsolsko izobrazbo ter M in Z, spola. a) b) c) d) e) P (M ) = 77/150 = 0,513 P (S) = 96/150 = 0,64 ˇ = 50/150 = 0,333 P (ZS) ˇ = P (V Z)/P ˇ ˇ = 10/73 = 0,137 P (V /Z) (Z) P (M/O) = P (M O)/P (O) = 19/32 = 0,594 31. Met dveh igralnih kock lahko predstavimo z urejenim parom (i, j), kjer je i ˇstevilo padlih pik na prvi in j ˇstevilo padlih pik na drugi kocki. Ker je na vsaki kocki mogoˇcih 6 izidov, je 6 · 6 = 36 vseh mogoˇcih parov. Pri ugotavljanju ugodnih izidov za posamezen dogodek preˇstejemo ustrezne urejene pare. a) P (A) = 5/36 c) P (A/B) = P (AB)/P (B) = 2/9 e) P (A/B) = P (AB)/P (B) = 1/6 b) P (A) = 5/36 d) P (A/B) = P (AB)/P (B) = 1/2 32. Naj bo Mi dogodek, da bila pri i-tem poskusu izvleˇcena modra, in Rj dogodek, da je bila pri j-tem poskusu izvleˇcena rdeˇca kroglica. Dogodki, oznaˇceni z lihimi indeksi, predstavljajo kroglice prvega otroka in dogodki, oznaˇceni s sodimi indeksi, kroglice drugega otroka. a) Dogodek, da je prvi otrok prvi izvlekel modro kroglico, je A = M1 + R1 R2 M3 + R1 R2 R3 R4 M5 + R1 R2 R3 R4 R5 R6 M7 + · · · . 2 4 6 Potem je P (A) = 31 + 32 · 13 + 23 · 13 + 23 · 13 + · · · = 2 4 6 = 13 1 + 32 + 23 + 23 + · · · = 35 b) B = R1 M2 + R1 R2 R3 M4 + R1 R2 R3 R4 R5 M6 + · · · , 3 5 P (B) = 23 · 31 + 23 · 13 + 32 · 13 + · · · = 25 33. Dvofazni poskus: 1. faza: Iz prve posode lahko izvleˇcemo belo kroglico (hipoteza H1 ) ali zeleno 2. Verjetnostni raˇcun 30 kroglico (hipoteza H2 ). P (H1 ) = 4/9 in P (H2 ) = 5/9. Hipoteze sestavljajo popoln sistem dogodkov, zato je P (H1 ) + P (H2 ) = 1. 2. faza: Kroglico iz prve posode smo dali v drugo posodo, zato se je ˇstevilo kroglic v drugi posodi spremenilo. Katero kroglico bomo izvlekli iz druge posode, je odvisno od tega, katero kroglico smo iz prve posode premestili v drugo. Naj bo A dogodek, da smo iz druge posode izvlekli belo kroglico. Potem je: P (A/H1 ) = 4/10, ˇce smo iz prve posode dali v drugo posodo belo, in P (A/H2 ) = 3/10, ˇce smo iz prve posode v drugo dali zeleno kroglico. a) Po formuli za popolno verjetnost je 4 3 P (A) = P (H1 )P (A/H1 ) + P (H2 )P (A/H2 ) = 94 · 10 + 95 · 10 = 31 90 . b) Po Bayesovi formuli je P (H1 /A) = P (H1 )P (A/H1 )/P (A) = 16/31. 34. 1. faza: Naj bo hipoteza H1 , da sta na kocki padli vsaj dve piki, in H2 , da sta padli manj kot 2 piki. P (H1 ) = 5/6, P (H2 ) = 1/6. 2. faza: Naj bo dogodek A, 2 = 0,487 da sta listiˇca enake barve. Potem je P (A/H1 ) = (C52 C80 + C50 C82 )/C13 2 0 0 2 2 in P (A/H2 ) = (C7 C10 + C7 C10 )/C17 = 0,485. a) P (A) = P (H1 )P (A/H1 ) + P (H2 )P (A/H2 ) = 0,487 b) P (H2 /A) = P (H2 )P (A/H2 )/P (A) = 0,166 35. Naj bo v prvi fazi hipoteza H1 , da vozilo vozi iz kraja A v kraj B, in H2 , da vozilo vozi iz kraja B v kraj A. Ker opazujemo n = 60 vozil, je P (H1 ) = m n = 20 1 m 40 2 60 = 3 in P (H2 ) = n = 60 = 3 . V drugi fazi naj bo D dogodek, da je vozilo zavilo na vmesno bencinsko postajo. 2 3 Potem je P (D/H1 ) = 0,2 = 10 in P (D/H2 ) = 0,3 = 10 . a) P (D) = 1 3 b) P (H1 /D) 2 2 3 10 + 3 · 10 = 0,267 (D/H1 ) = P (H1P)P(D) = 0,25 · c) P (H2 /D) = 1 − P (H1 /D) = 1 − 0,25 = 0,75 36. P (H1 ) = 10 15 , P (H2 ) = a) P (A) = 0,0833 5 15 , P (A/H1 ) = 0,12, P (A/H2 ) = 0,01 b) P (H1 /A) = 0,96 c) P (H2 /A) = 0,04 37. a) 0,0335 b) 0,269 38. a) 0,648 b) 0,297 39. Naj bo hipoteza H0 , da tank ni bil zadet, ter hipoteze H1 , H2 , H3 , da je bil zadet natanko enkrat, dvakrat, trikrat. Potem je P (H0 ) = P (S¯1 S¯1 S¯1 ) = 0,09, ˇ oznaˇcimo z A dogodek, da P (H1 ) = 0,36, P (H2 ) = 0,41, P (H3 ) = 0,14. Ce je tank uniˇcen, so verjetnosti P (A/H0 ) = 0, P (A/H1 ) = 0,2, P (A/H2 ) = 0,5, P (A/H3 ) = 0,8. a) P (A) = 0,389 c) P (H2 /A) + P (H3 /A) = 0,815 b) P (H3 /A) = 0,288 2. Verjetnostni raˇcun 31 40. Verjetnost, da se bo dogodek A zgodilv n zaporednih neodvisnih ponovitvah poskusa natanko k-krat, je Pn (k) = nk pk q n−k , kjer je p verjetnost dogodka A v posamezni realizaciji poskusa in q = 1 − p. V je p = P (A) = 0,2, tej7 nalogi 5 = 0,0033. q = 1 − p = 0,8, n = 12, k = 7 in P12 (7) = 12 0,2 0,8 7 3 5 3 5 1 41. a) p = 6 , q = 1 − p = 6 , n = 6, k = 3, P6 (3) = 63 61 = 0,054 6 ˇ b) Sestica ne bo padla v prvih petih metih, v ˇsestem metu pa bo padla. Zato izraˇcunamo P5 (0) · 1/6 = 0,067. c) Da bo ˇsestica v ˇsestih poskusih padla kveˇcjemu dvakrat, pomeni, da bo padla 0, 1 ali 2 krat. Izraˇcunamo P6 (0) + P6 (1) + P6 (2) = 0,938. 42. p = 0,1, q = 0,9, n = 15, k = 0, 1, 2, 3, P15 (0)+P15 (1)+P15 (2)+P15 (3) = 0,944 43. p = 0,01, q = 1−p = 0,99, n = 40, k = 0, 1, 2, P40 (0)+P40 (1)+P40 (2) = 0,993 44. p = 1/3, q = 1 − p = 2/3, n = 20, k = 10, P20 (10) = 0,054 45. p = 0,25, q = 1 − p = 0,75, n = 8, k = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6. Nalogo reˇsimo hitreje z nasprotnim dogodkom: 1 − P8 (7) − P8 (8) = 0,99962. 46. Trije grbi v desetih metih kovanca: p = 0,5, q = 1 − p = 0,5, n = 10, k = 3, P10 (3) = 0,117. Pet grbov v petnajstih metih kovanca: p = 0,5, q = 1 − p = 0,5, n = 15, k = 5, P15 (5) = 0,092. Z veˇcjo verjetnostjo bodo med desetimi meti padli trije grbi. n−1 47. Pn−1 (0) · 1/6 ≥ 0,05 ⇒ 56 ≥ 0,3 ⇒ n ≤ 7,6. Kocko vrˇzemo najveˇc sedemkrat. 48. p = 0,4 in q = 1 − p = 0,6 a) b) c) d) . n = 5 in k = 3: P5 (3) = 53 · 0,43 · 0,62 = 0,2304 = 0,230 . P5 (4) = 54 · 0,44 · 0,61 = 0,0768 = 0,077 . P5 (0) + P5 (1) + P5 (2) = 0,07776 + 0,2592 + 0,3456 = 0,68256 = 0,683 . 1 − P5 (0) = 1 − 0,07776 = 0,92224 = 0,922 49. Verjetnostna shema diskretne sluˇcajne spremenljivke X je x1 x2 x3 . . . xn X: p1 p2 p 3 . . . p n kjer je pi = P (X = xi ) in p1 + p2 + · · · + pn = 1. Za dani primer je torej p1 + p2 + p3 + p4 + p5 = 2p + 0,65 = 1 ⇒ p = 0,175. 50. Enakomerno porazdeljena diskretna sluˇcajna spremenljivka X zavzame vsako vrednost iz zaloge vrednosti z enako verjetnostjo, zato je 7p = 1 ⇒ p = 1/7. 5 10 15 20 25 30 35 X: 1 1 1 1 1 1 1 7 7 7 7 7 7 7 2. Verjetnostni raˇcun 32 51. Met kovanca predstavlja Bernoullijevo zaporedje neodvisnih poskusov, kjer je p = 1/2, q = 1 − p = 1/2. Zaloga vrednosti spremenljivke X je {0, 1, 2, 3}, ker lahko padejo 0, 1, 2 ali 3 grbi. p1 = P (X = 0) = P3 (0) = 1/8, p2 = P (X = 1) = P3 (1) = 3/8, p3 = P (X = 2) = P3 (2) = 3/8, p4 = P (X = 4) = P3 (3) = 1/8 Verjetnostna shema je potem: 0 1 2 3 X: 1 3 3 1 8 8 8 8 ˇ 52. p = 1/3, q = 1 − p = 2/3. Stevilo zadetkov je lahko 0, 1, . . . , 5 z verjetnostmi p0 = P (X = 0) = P5 (0) = 32/243, p1 = P (X = 1) = P5 (1) = 80/243, . . ., p5 = P (X = 5) = P5 (5) = 1/243. Verjetnostna shema je: X: 53. X : 54. X : 2 3 4 5 1 6 2 6 2 6 1 6 1 2 3 4 5 32 243 80 243 80 243 40 243 10 243 1 243 0 1 2 3 14 55 28 55 12 55 1 55 0 x1 x2 x3 . . . xn 55. Naj bo X : p1 p 2 p 3 . . . p n spremenljivke X. verjetnostna shema diskretne sluˇcajne Matematiˇcno upanje E(X) je vrednost, pri kateri se stabilizira povpreˇcje vrednosti sluˇcajne spremenljivke X pri velikem ˇstevilu ponovitev poskusa. Za diskretno sluˇc. sprem. ga izraˇcunamo po formuli E(X) = x1 p1 + x2 p2 + x3 p3 + . . . + xn pn . Varianca je mera za razprˇsenost vrednosti sluˇcajne spremenljivke okoli matematiˇcnega upanja (povpreˇcja) v kvadratnih enotah. Izraˇcunamo jo po formuli σ 2 (X) = E(X 2 ) − (E(X))2 , kjer je za diskretno sluˇc. sprem.: E(X 2 ) = x21 p1 + x22 p2 + x23 p3 + . . . + x2n pn . Standardni odklon sluˇcajne spremenljivke σ(X) je mera za razprˇsenost vrednosti sluˇcajne spremenljivke okoli matematiˇcnega upanja,pizraˇzen v istih enotah kot spremenljivka. Izraˇcunamo ga po formuli σ(X) = σ 2 (X). Za dani primer je E(X) = 1,4, E(X 2 ) = 3,6, √ σ 2 (X) = 3,6 − (1,4)2 = 1,64 in σ(X) = 1,64 = 1,28. 56. a) b) c) d) 57. a) p = 0,35 P (X = 3) + P (X = 4) = 0,1 + 0,15 = 0,25 P (X = 1) + P (X = 2) = 0,3 + 0,1 = 0,4 E(X) = 3,15, σ 2 (X) = 2,83, σ(X) = 1,68 p = 0,1, x6 = 9 2. Verjetnostni raˇcun 33 b) p = 0,1, x6 = 4 c) p = 0,1, x6 = 8, (−50/9 ni celoˇstevilska reˇsitev) 0 1 2 3 4 58. X : 0,295 0,45 0,215 0,037 0,002 E(X) = 1 srce, σ 2 (X) = 0,68 (src)2 , σ(X) = 0,82 src 0 1 2 3 59. X : 12 6 1 8 27 27 27 27 E(X) = 1, σ 2 (X) = 32 , σ(X) = 0,816 −2.000 1.000 4.000 60. X : 15 10 3 28 28 2 σ (X) 28 E(X) = 1.750, = 3.616.071,4, σ(X) = 1.901,6 0 1 2 3 61. X : 0,729 0,243 0,027 0,001 E(X) = 0,3 potnikov, σ 2 (X) = 0,27 potnikov2 , σ(X) = 0,52 potnikov 0 1 2 3 62. X : 0,8574 0,1354 0,0071 0,0001 E(X) = 0,1499, E(X 2 ) = 0,1647, σ 2 = 0,1422, σ = 0,3771 0 1 2 3 63. X : 0,216 0,432 0,288 0,064 E(X) = 1,2, E(X 2 ) = 2,16, σ 2 = 0,72, σ = 0,85 64. Sluˇcajna spremenljivka je porazdeljena po Poissonovem zakonu z λ = 3. 5 −3 . Verjetnost, da se bo zgodilo 5 nesreˇc je P (X = 5) = P3 (5) = 3 5!e = 0,101. 1 −3 . Verjetnost, da bo zgodila le ena nesreˇca je P (X = 1) = P3 (1) = 3 1!e = 0,149. 65. λ = 8, k = 10, P8 (10) = 810 e−8 10! = 0,0993 66. λ = 5, k = 0, 1, 2, P5 (0) + P5 (1) + P5 (1) = 50 e−5 0! + 51 e−5 1! + 52 e−5 2! = 0,125 67. Porazdelitvena funkcija F (x) zvezne sluˇcajne spremenljivke X je definirana s Rx predpisom F (x) = P (X < x) = −∞ p(t) dt. Od tod sledi, da je verjetnost dogodka, da se vrednost sluˇcajne spremenljivke X nahaja na intervalu [a, b), enaka P (a ≤ X < b) = F (b) − F (a). Porazdelitvena funkcija je nepadajoˇca in z leve zvezna funkcija ter F (−∞) = 0 in F (∞) = 1. Funkcija p(x) se imenuje ˇ je funkcija p(x) zvezna, je F (x) = p0 (x). gostota porazdelitve. Ce a) P (X < 0,7) = P (−∞ < X < 0,7) = P (0 < X < 0,7) = F (0,7) − F (0) = = 0,73 − 03 = 0,343 in P (0,1 ≤ X < 0,5) = F (0,5) − F (0,1) = 0,124. b) P (−1 ≤ X < 2) = 1 in P (X ≥ 0,6) = 1 − F (0,6) = 0,784. 2. Verjetnostni raˇcun 34 c) Graf je na sliki 67. Slika 67 68. Zapiˇsemo lahko F (1) = 0 in F (2) = 1 ⇒ a + b − 3 = 0, 4a + 2b − 3 = 1 in izraˇcunamo a = −1, b = 4. Porazdelitvena funkcija na intervalu (1, 2) je F (x) = −x2 + 4x − 3, njen graf pa se nahaja na sliki 68. Izraˇcunamo ˇse verjetnost P (1 ≤ X ≤ 1,5) = F (1,5) − F (1) = 0,75. Slika 68 Slika ?? ( 69. a = −1, p(x) = 70. R∞ 71. R2 F 0 (x), zato je p(x) = 2 , (x−2)2 0<x<1 0, sicer R1 (ax − ax2 ) dx = 1 ⇒ a = 6 R0 0,5 P (0,1 ≤ X ≤ 0,5) = 0,1 (6x − 6x2 ) dx = 0,472 −∞ p(x) dx =1⇒ R1 dx = 1 ⇒ a = 2, P (0 ≤ X ≤ 1) = 0 2−x 2 dx = 0,75 R∞ R 2 x(2−x) R2 E(X) = −∞ xp(x) dx ⇒ E(X) = 0 dx = 12 0 (2x − x2 ) dx = 32 2 R∞ σ 2 (X) = E(X 2 ) − (E(X))2 , kjer je E(X 2 ) = −∞ x2 p(x) dx ⇒ p 2 R2 2 E(X 2 ) = 0 x (2−x) dx = 23 ⇒ σ 2 (X) = 32 − 23 = 92 , σ(X) = σ 2 (X) = 2 0 a−x a 72. Enakomerna zvezna porazdelitev na intervalu [a, b] je definirana z gostoto 1 b−a , a ≤ x ≤ b p(x) = 0, sicer √ 2 3 2. Verjetnostni raˇcun 35 1 4 , 2 ≤ x ≤ 6 . Graf funkcije je na sliki 72. Za dani primer je torej p(x) = 0, sicer R5 R5 P (3 < x < 5) = 3 p(x) dx = 3 14 dx = 12 . Slika 72 73. p(x) = 1 4, 2≤x≤6 0, sicer R6 R6 E(X) = 2 x4 dx = 4, E(X 2 ) = 2 1 2, 1 ≤ x ≤ 3 74. p(x) = 0, sicer x2 4 dx = 52 3 , P (1,5 ≤ X ≤ 2) = 0,25, E(X) = 2, E(X 2 ) = σ 2 (X) = 34 , σ(X) = 13 3 , √ 2 3 3 σ 2 (X) = 31 , σ(X) = √ 3 3 75. Sluˇcajna spremenljivka Z se porazdeljuje standardizirano normalno, Z ∼ N (0, 1), ˇce ima porazdelitveno funkcijo Z z 1 2 F (z) = √ e−t /2 dt 2π −∞ in gostoto 1 2 p(z) = √ e−z /2 , 2π katere graf je na sliki 75. Standardizirana sluˇcajna spremenljivka Z ima matematiˇcno upanje µ = E(Z) = 0 in standardni odklon σ = 1. Verjetnost P (0 ≤ Z < z) izraˇcunamo s pomoˇcjo funkcije Φ, ki je tabelirana v prilogi. Velja namreˇc P (0 ≤ Z < z) = Φ(z) in Φ(−z) = −Φ(z) ter Φ(∞) = 0,5. Vrednost Φ(z) je na sliki 75 prikazana z osenˇcenim poljem. 2. Verjetnostni raˇcun 36 Slika 75 a) P (0 ≤ Z < 1) = Φ(1) = 0,3413, P (0 ≤ Z < 1,2) = Φ(1,2) = 0,3849 P (0 ≤ Z < 2,36) = Φ(2,36) = 0,4909 b) P (−2 ≤ Z < 0) = Φ(0) − Φ(−2) = 0 + Φ(2) = 0,4772, P (−1,53 ≤ Z < 0) = Φ(0) − Φ(−1,53) = 0,4370, P (−0,58 ≤ Z < 0) = Φ(0) − Φ(−0,58) = 0,2190 c) P (1 ≤ Z < 2) = Φ(2) − Φ(1) = 0,1359, P (0,24 ≤ Z < 1,12) = Φ(1,12) − Φ(0,24) = 0,2738, P (−1,55 ≤ Z < −0,5) = Φ(−0,5)−Φ(−1,55) = −Φ(0,5)+Φ(1,55) = 0,2479 d) P (−1,2 ≤ Z < 0,5) = Φ(0,5) − Φ(−1,2) = Φ(0,5) + Φ(1,2) = 0,5764, P (−0,25 ≤ Z < 2,15) = Φ(2,15) − Φ(−0,25) = Φ(2,15) + Φ(0,25) = 0,5829, P (−2,51 ≤ Z < 0,18) = Φ(0,18) − Φ(−2,51) = Φ(0,18) + Φ(2,51) = 0,5654 e) P (Z ≥ 1,42) = P (1,42 ≤ Z < ∞) = Φ(∞) − Φ(1,42) = 0,0778, P (Z ≥ 0,12) = P (0,12 ≤ Z < ∞) = Φ(∞) − Φ(0,12) = 0,4522, P (Z ≤ −3,02) = P (−∞ < Z ≤ −3,02) = Φ(−3,02) − Φ(−∞) = 0,0013 f ) P (Z ≥ −1,35) = P (−1,35 ≤ Z < ∞) = Φ(∞) − Φ(−1,35) = 0,9115, P (Z ≥ −0,42) = P (−0,42 ≤ Z < ∞) = Φ(∞) + Φ(0,42) = 0,6628, P (Z ≤ 2,13) = P (−∞ < Z < 2,13) = Φ(2,13) + Φ(∞) = 0,9834 76. P (1 ≤ Z < z) = Φ(z) − Φ(1) = 0,0494 ⇒ Φ(z) = 0,3907 ⇒ z = 1,23 77. P (z ≤ Z < 1,5) = Φ(1,5) − Φ(z) = 0,2244 ⇒ Φ(z) = 0,2088 ⇒ z = 0,55 78. Naj bo sluˇcajna spremenljivka X porazdeljena normalno z matematiˇcnim upanjem µ in standardnim odklonom σ, X ∼ N (µ, σ). Verjetnost, da je vrednost sluˇcajne spremenljivke X na intervalu [a, b), izraˇcunamo po obrazcu P (a ≤ X < b) = Φ b−µ − Φ a−µ . σ σ 3−3 − Φ = Φ(0,71) − Φ(0) = 0,2611, a) P (3 ≤ X < 3,5) = Φ 3,5−3 0,7 0,7 P (3 ≤ X < 4,2) = 0,4564, P (2 ≤ X < 3) = 0,4236 b) P (3,2 ≤ X < 4) = 0,3095, P (3,6 ≤ X < 4,1) = 0,1367, P (1 ≤ X < 2,2) = 0,1250 c) P (2 ≤ X < 3,5) = 0,6847, P (1,5 ≤ X < 3,2) = 0,5979, P (2,5 ≤ X < 3,5) = 0,5222 d) P (X ≥ 4) = P (4 ≤ X < ∞) = 0,0764, P (X ≥ 5) = 0,0022, P (X < 1,8) = 0,0436 e) P (X ≤ 4,5) = 0,9838, P (X ≤ 3,8) = 0,8729, P (X ≥ 1,2) = 0,9949 79. a) 0,4706 b) 0,0475 c) 0,2033 80. a) 0,7888 b) 0,5987 c) 0,8944 2. Verjetnostni raˇcun 81. a) 0,3085 37 c) 0,1747 14−µ 14−µ 82. P (X ≤ 14) = Φ 14−µ − Φ(−∞) = Φ + 0,5 ⇒ Φ = 0,2642 ⇒ σ σ σ 14−µ σ b) 0,1056 = 0,72 ⇒ µ = 13,14, P (13 ≤ X ≤ 15) = 0,4872 83. σ = 0,917, P (X > 3) = 0,1379 . 84. P (X > 188) = 0,0918. Med 850 ljudmi bo 850 · 0,0918 = 78,03 = 78 ljudi viˇsjih od 188 cm. 85. P (X ≥ x0 ) = Φ(∞) − Φ x0 −20 = 0,2 ⇒ Φ x0 −20 = 0,3 ⇒ x0 −20 = 0,84 ⇒ 3 3 3 x0 = 22,52 ur. 86. Binomsko porazdelitev lahko aproksimiramo z normalno, kadar je ˇstevilo ponovitev poskusa n zelo veliko in np > 4 ter n(1 − p) > 4. Verjetnost, da bo v n neodvisnih ponovitvah poskusa ˇstevilo realizacij (k) dogodka A med a in b, izraˇcunamo po obrazcu b−np a−np √ P (a ≤ k < b) = Φ √ − Φ npq npq . Za dani primer je n = 1.500, p = 1/2, q = 1/2, 1.500−1.500·0,5 √ = P (800 ≤ k ≤ 1.500) = Φ √1.500·0,5·0,5 − Φ 800−1.500·0,5 1.500·0,5·0,5 = Φ(38,74) − Φ(2,58) = 0,5 − 0,4951 = 0,0049 87. n = 8.000, p = 0,5, q = 0,5, P (3.950 ≤ k ≤ 8.000) = Φ(89,45) − Φ(1,12) = 0,8686 2. Verjetnostni raˇcun 38 Priloga 3 1 Φ(z) = P (0 < Z ≤ z) = √ 2π Z z 2 e−x /2 dx 0 z 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0.0000 0398 0793 1179 1554 1915 2257 2580 2881 3159 0040 0438 0832 1217 1591 1950 2291 2611 2910 3186 0080 0478 0871 1255 1628 1985 2324 2642 2939 3212 0120 0517 0910 1293 1664 2019 2357 2673 2967 3238 0160 0557 0948 1331 1700 2054 2389 2704 2995 3264 0199 0596 0987 1368 1736 2088 2422 2734 3023 3289 0239 0636 1026 1406 1772 2123 2454 2764 3051 3315 0279 0675 1064 1443 1808 2157 2486 2794 3078 3340 0319 0714 1103 1480 1844 2190 2517 2823 3106 3365 0359 0753 1141 1517 1879 2224 2549 2852 3133 3389 1.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3413 3643 3849 4032 4192 4332 4452 4554 4641 4713 3438 3665 3869 4049 4207 4345 4463 4564 4649 4719 3461 3686 3888 4066 4222 4357 4474 4573 4656 4726 3485 3708 3907 4082 4236 4370 4484 4582 4664 4732 3508 3729 3925 4099 4251 4382 4495 4591 4671 4738 3531 3749 3944 4115 4265 4394 4505 4599 4678 4744 3554 3770 3962 4131 4279 4406 4515 4608 4686 4750 3577 3790 3980 4147 4292 4418 4525 4616 4693 4756 3599 3810 3997 4162 4306 4429 4535 4625 4699 4761 3621 3830 4015 4177 4319 4441 4545 4633 4706 4767 2.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4772 4821 4861 4893 4918 4938 4953 4965 4974 4981 4778 4826 4864 4896 4920 4940 4955 4966 4975 4982 4783 4830 4868 4898 4922 4941 4956 4967 4976 4982 4788 4834 4871 4901 4925 4943 4957 4968 4977 4983 4793 4838 4875 4904 4927 4945 4959 4969 4977 4984 4798 4842 4878 4906 4929 4946 4960 4970 4978 4984 4803 4846 4881 4909 4931 4948 4961 4971 4979 4985 4808 4850 4884 4911 4932 4949 4962 4972 4979 4985 4812 4854 4887 4913 4934 4951 4963 4973 4980 4986 4817 4857 4890 4916 4936 4952 4964 4974 4981 4986 3.0 1 2 3 4 5 6 7 8 4987 4990 4993 4995 4997 4998 4998 4999 4999 4987 4991 4993 4995 4997 4998 4998 4999 4999 4987 4991 4994 4995 4997 4998 4999 4999 4999 4988 4991 4994 4996 4997 4998 4999 4999 4999 4988 4992 4994 4996 4997 4998 4999 4999 4999 4989 4992 4994 4996 4997 4998 4999 4999 4999 4989 4992 4994 4996 4997 4998 4999 4999 4999 4989 4992 4995 4996 4997 4998 4999 4999 4999 4990 4993 4995 4996 4997 4998 4999 4999 5000 4990 4993 4995 4997 4998 4998 4999 4999 5000 Tabela 1: Vrednosti funkcije Φ.