Skip to content

Comments

Часть проекта "Котиков сэра Байеса"#8

Open
turtlexD wants to merge 4 commits intobdemeshev:masterfrom
turtlexD:master
Open

Часть проекта "Котиков сэра Байеса"#8
turtlexD wants to merge 4 commits intobdemeshev:masterfrom
turtlexD:master

Conversation

@turtlexD
Copy link

@turtlexD turtlexD commented Jun 8, 2018

Добавлены решения задач 1.2, 1.3, 1.5, 1.8, 2.16, 5.5, 5.7, 5.11, 5.15, 7.1, 7.2, 7.4, 7.5, 7.6, 7.8, 7.11, 7.13, 8.10, 8.11, 8.12, 14.1, 14.3, 14.5, 14.6, 14.7.

Кроме того, запрос на добавление решений задач 10.14, 24.1-24.3, 25.3-25.7, а также решения одной из прошедших контрольных работ был отправлен ранее Александром Реентовичем.

Обновлено 18.11.2018: все решения (в том числе из отдельного requesta Александра Реентовича) объединены в один файл. Исправлены проблемы с совместимостью.

$\P(X = 2) = 1/6$, $\P(X = 3) = 2/6$, $\P(X = 4) = 3/6$

$\ 1.P(X = 3) = 2/6$

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • слэш перед P
  • если нужна нумерация, то только \begin{enumerate} \item \item \end{enumerate}


\begin{sol}
Всего может выпасть 0 орлов (если изначально выпала решка, а потом еще 2 раза решка), 1 орел (если изначально выпал орел, а потом решка, либо сначала решка и один орел среди двух последующих подбрасываний), и 2 орла (если изначально выпал орел и потом орел, или сначала выпала решка, а потом два орла).

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Долой длинные фразы и скобки. Особенный ужас — длинная фраза со скобками :)
  • Числительные до 10 в тексте словами.
  • Каждое новое предложение в техе — с новой строки. В pdf при этом будет всё подряд.
    А иногда и длинное предложение даже приходится на две строки разбивать.

Например:
Может выпасть ноль, один или два орла.
Ноль орлов выпадает, если ... .
Один орёл выпадает, если ... .


\begin{sol}
Два человека имеют разные даты рождения с вероятность $\frac{364}{365}$. Трое: $\fr{364\times363}{365^2}/$.

Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Не надо \fr, есть общественный \frac. Это ко всем \fr относится :)
  • В конце формулы /

Copy link
Contributor

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Ещё в тексте не должно быть двухэтажных дробей, только через слэш. Если выражение большое и с дробям, его нужно делать выключным.

Два человека имеют разные даты рождения с вероятность $\frac{364}{365}$. Трое: $\fr{364\times363}{365^2}/$.

Соответственно для 30 человек: $\fr{365!/335!}{365^{30}} = 0,29$

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Числа разделяем точкой. В файле probability_hse_exams указаны все стилевые особенности.

\begin{sol}
Вероятность того, что игра закончитcя = вероятность того, что выпадет "6". Получаем:
$ P(6) = \frac{1}{6} + \frac{5}{6}\times \frac{1}{6} + ... + (\frac{5}{6})^{n}\times \frac{1}{6}.$
Это является бесконечно убывающей геометрической прогрессией. По формуле суммы ($s = \frac{a_1}{1 - d}$) получим ответ: 1.
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • В тексте нужны слова, а в формулах — значки. Знак = в тексте не годится.
  • Когда кубик подбрасывается больше одного раза, нужно указывать квантор.
    Игра закончится, если и только если когда-нибудь выпадет шесть.
    Поэтому найдём вероятность выпадения шестёрки.
  • Слэш перед P
  • Не вводи обозначения, которые не используешь. И не используй не введённые.
    Убираем полностью $a_1$, $d$ и всю формулу.

Copy link
Contributor

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

И многоточие в формуле – \ldots

Это является бесконечно убывающей геометрической прогрессией. По формуле суммы ($s = \frac{a_1}{1 - d}$) получим ответ: 1.

Ожидаемая продолжительность игры: $E(X) + 1 = \frac{1}{2} / \frac{1}{2} = 2$ броска

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Слэш перед E

Ожидаемый выигрыш зависит от ожидаемой продолжительности. Так как ожидаемая продолжительность равна 2, то ожидаемый выигрыш равен $\frac{1 + 2 +3}{3} = 2$

Изначальные 100 рублей ничего не меняют, так что к ожидаемому выигрышу прибавятся дополнительные 100 рублей. Итого: 102

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • В конце предложений точка.

Если теперь выпадает 5 и вся сумма сгорает, то в таком случае ожидаемая продолжительность будет равняться $1 + \frac{2}{3} / \frac{1}{3} = 3$ броскам.

В таком случае ожидаемый выигрыш составит: $0\times \frac{4}{16} + 1\times \frac{1}{16} + 2\times \frac{2}{16} + 3\times \frac{3}{16} + 4\times \frac{3}{16} + 5\times \frac{2}{16} + 6\times\frac{1}{16} = \frac{42}{16}$

Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • В конце предложений точка, даже если предложение заканчивается формулой. Далее тот же комментарий.

Исследовательница Мишель хочет встать утром с правой ноги с вероятностью $1/\sqrt{2}$, и с левой с вероятностью $1 - 1/\sqrt{2}$. Однако для проведения случайных экспериментов у неё есть только одна правильная монетка. Как с помощью правильной монетки ей добиться цели?

\begin{sol}
Из $[0;1]$ существует биекция в множество бесконечных последовательностей 0 и 1. Можно перевести число $1/\sqrt{2}$ в бесконечную двоичную последовательность (достаточно перевести бесконечную десятичную дробь в бесконечную двоичную сменой системы счисления), закодировать орла единицей, решку нулем, и кидать монетку до первого несовпадения. Успехом считать если не совпало, когда выкинули орла.
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Длинные фразы со скобками :)
  • Разумно изложить проще, не отсылая читателя к биекции, а явно её предъявить.
    Отметим число $1/\sqrt{2}$ на отрезке от 0 до 1.
    Поделим отрезок пополам.
    Если выпадает орёл, выбираем левую половину.
    Если выпадает решка, выбираем правую половину.
    Затем поделим выбранную часть отрезка ещё раз пополам.
    И снова при выпадении орла берём левую половину, а при выпадении решки — правую.
    Если при очередной броске мы выбрали кусочек, лежащий левее $1/\sqrt{2}$,
    то встаём с правой. ...

Copy link
Contributor

@olyagnilova olyagnilova Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

А ещё лучше — Отметим число $1/\sqrt{2}$ на отрезке от $0$ до $1$. Потому что единица в долларах и без выглядит по-разному.

\begin{sol}
\begin{enumerate}
\item \begin{itemize}
\item $\P(X>1) = \int_{1}^{2}\frac{3}{16}\cdot t^2\cdot dt = \fr{3}{16}\cdot \frac{t^3}{3}\bigg|_{1}^{2} = \fr{1}{16}(8-1)=\fr{7}{16}$ (интегрируем от 1 до 2, так как при $t>2$ функция плотности равна нулю)
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Скобки в отдельную полноценную фразу.
  • Если символ один, то лучше его в скобки не брать. Формула \int_1^2 читается лучше :)

\item $\E(X) = \int_{-2}^{2}t\cdot \fr{3}{16} \cdot t^2 \cdot dt = \fr{3}{16}\cdot \frac{t^4}{4}\bigg|_{-2}^{2} = \fr{3}{64}(2^4-(-2)^4)= 0 $
\item $\E(X^2) = \int_{-2}^{2}t^2\cdot \fr{3}{16} \cdot t^2 \cdot dt = \fr{3}{16}\cdot \frac{t^5}{5}\bigg|_{-2}^{2} = \fr{3}{80}(2^5-(-2)^5)=\fr{3\cdot 2^6}{2^4\cdot5}=\fr{12}{5}=2.4 $
\item $\Var X = \E(X^2) - (\E X)^2 = 2.4$
\item $\sigma_x = \sqrt{\Var X} = \sqrt{2.4}$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • \sigma_X — большой X


\begin{sol}
$f_{X}(x)=\begin{cases}
\int_{0}^{x}\fr{u^2}{4}\cdot du, 0\le x \le 2, \\
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Если случайная величина в задаче одна, то лучше проще, $f$ вместо $f_X$.

\end{cases}$

$P(X \in [1;1.5]) = \int_{1}^{1.5}\fr{x^3}{12}\cdot dx=\fr{x^2}{4}\bigg|_{1}^{1.5}= \fr{1}{4}\cdot \fr{9}{4} - \fr{1}{4} = \fr{5}{16}$

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Слэш перед P


\begin{sol}
Заметим, для начала, что вероятность получить итоговый убыток больше 0.7 равна нулю: либо убыток изначально будет меньше 0.7, либо первичный убыток будет от 0.7 до 1 и страховая покроет часть наших расходов. Таким образом $F_{Y}(y) = 1, y>0.7$. Отметим также, что $F_{Y}(y) = 0, y<0$. Итоговый убыток в размере от 0 до 0.3 может быть получен одним из следующих способов: либо наш первичный убыток был от 0 до 0.3 и страховая ничего не заплатила, либо наш первичный убыток находился в пределах 0.7 до 1 и страховая покрыла часть наших расходов в размере 0.7. Так как первичный убыток распределен равномерно от 0 до 1, вероятность попасть в промежуток от 0 до 0.3 равна вероятности попасть в промежуток от 0.7 до 1. Наконец, вероятность получить убыток от 0.3 до 0.7 возрастатет от 0.6 в точке 0.3 до 1 в точке 0.7.

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • После каждого предложения — новая строка.

Copy link
Contributor

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

В этом куске ещё нужно все числа писать в долларах. Это и ко всему документу относится.


$\ 1.P(X = 3) = 2/6$

$\ 2.E(X) = 2\times(1/6) + 3\times(2/6) + 4\times(3/6) = 20/6$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Все $\times$ заменяем на $\cdot$.


Соответственно для 30 человек: $\fr{365!/335!}{365^{30}} = 0,29$

Для того, чтобы найти количество человек, у которых вероятность совпадения дня рождения превысила 1/2, нужно решить уравнение: $1 - \fr{365!/(365-n)!}{365^n} > \fr{1}{2}$. Решая его, получаем n = 23.
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Любая формула, n = 23, в доллары!



\begin{sol}
Отметим, для начала, что вероятность того, что Вася будет ждать меньше 0, равно как и больше 60 секунд равна 0. То есть, $F_{X}(x) = 0, x<0$ и $F_{X}(x)=1, x>60$. Рассмотрим, например, как ведет себя функция распределения в точке x=30: вероятность того, что Вася будет ждать зеленого меньше 30 секунд равна вероятности того, что Вася придет, когда горит зеленый свет (0.4) + вероятность того, что Вася придет, когда красный свет прогорел уже больше 30 секунд из 60 ($0.6\cdot 0.5 = 0.3$), равна 0.4 + 0.3 = 0.7. Таким образом, X - дискретно-непрерыная случайная величина. Воспользовавшись интуицией выше, запишем функцию распределения X.
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Знак + внутри допустим только внутри формулы.
  • Каждое предложение с новой строки.
  • Сложные предложения разбиваем на два.
  • «равно как ... равна» — переформулировать.

$A$ - Вася посетил короткий штрек
$A_1$ - короткий штрек был посещен 1-м,
$A_2$ - короткий штрек был посещен 2-м,
...
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Тире — это не минус. Сравниваем, — и -.
  • Многоточие с помощью \ldots
  • Длинную формулу по равно тоже переносим на новую строку для читабельности теха.
    В pdf всё останется также при этом.

Пусть $X_i$ - бернуллевская случайная величина, принимающее значение 1, если Вася посетил i-й штрек.
$\P(X_i = 1) = \P(A)=\frac{1}{2}$

$X$ - пройденное расстояние. $\E(X) = \E(100\cdot X_1+200\cdot X_2+...+900\cdot X_9+1000) = 100\cdot\E(X_1)+200\cdot\E(X_2)+...+900\cdot\E(X_9)+1000 = \frac{4500}{2}+1000=3250$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Не начинаем фразу с теховской формулы.
Плохо: $X$ — пройденное расстояние.
Лучше: Случайная величина $X$ — пройденное расстояние.
Вариант: Пройденное расстояние обозначим величиной $X$.

\begin{sol}
$\P(X=13)=\frac{2^{17}\cdot C_{30}^{17}}{C_{60}^{17}}$, где $C_{60}^{17}$ - всего способов выбрать $17$ туфель, $C_{30}^{17}$ - способов выбрать $17$ пар из $30$, $2^{17}$ - способы выбрать по туфле из 17 пар.

$X_i$ - бернуллевская случайная величина, $X_i=1$, если i-я пара у Маши полная. $\P(X_i = 1) = \frac{C_{58}^{17}}{C_{60}^{17}}=\frac{43\cdot42}{60\cdot59}\approx0.51$, $\E(X)=\E(X_1)+\E(X_2)+...+\E(X_{30})=30\cdot\E(X_i)=\frac{43\cdot21}{59}\approx15.3$
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Тире не дефис
  • Начало фразы с теховской формулы меняем
  • Если формула длинная вполне можно сделать её выключной
    \[
    ...
    \]


$\Var(X_i)\approx0.25,\Cov(X_i,X_j)= \frac{C_{56}^{17}}{C_{60}^{17}}-P(X_i)^2$, $\Var(X)=30\cdot\Var(X_i)+30\cdot29\cdot\Cov(X_i,X_j)\approx1.25$

$Y_i$ - бернуллевская случайная величина, $Y_i=1$, если i-я пара у Шарика полная. $\P(Y_i = 1) = \frac{C_{58}^{15}}{C_{60}^{17}}\approx0.08$, $\E(Y)=\E(Y_1)+\E(Y_2)+...+\E(Y_{30})=30\cdot\E(Y_i)\approx2.3$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Те же ошибки: тире и дефис, начало фразы с теховской формулы.


$Y_i$ - бернуллевская случайная величина, $Y_i=1$, если i-я пара у Шарика полная. $\P(Y_i = 1) = \frac{C_{58}^{15}}{C_{60}^{17}}\approx0.08$, $\E(Y)=\E(Y_1)+\E(Y_2)+...+\E(Y_{30})=30\cdot\E(Y_i)\approx2.3$

$\Cov(Y_i,Y_j)= \frac{C_{56}^{13}}{C_{60}^{17}}-P(Y_i)^2$,
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Что такое P(Y_i)?


\begin{sol}
$\E(X_0)=100\cdot \frac{99}{464} + \frac{100}{464} + \ldots + \frac{464}{464}$
$X_i$ - i-я пара ни разу не надета. \newline
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Тире, начало с теха. И далее этого много :)


\begin{sol}
$Z$ - все оценки одинаковые (событие). $\P(Z)=0.1^{20}+0.2^{20}+0.3^{20}+0.4^{20}$\newline
A - получил хотя бы одну "5", B - хотя бы одну "4", C - хотя бы одну "3", D - хотя бы одну "2" (все распределены по Бернулли).\newline
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Событие в доллары.
  • Кавычки по тексту только «», другие не используем.
  • Тире. Освоить на клавиатуре тире :) И проверить по всех предложенных правках. Также как и начало с теховской формулы.

A - получил хотя бы одну "5", B - хотя бы одну "4", C - хотя бы одну "3", D - хотя бы одну "2" (все распределены по Бернулли).\newline
$\P(A)=1-0.9^{20}$, $\P(B)=1-0.8^{20}$, $\P(C)=1-0.7^{20}$, $\P(D)=1-0.6^{20}$\newline
$X$ - количество разных оценок.
$\E(X)=\E(A+B+C+D)=\P(A)+\P(B)+\P(C)+\P(D)$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Жуть!!!!! $A$ — это событие или случайная величина? Ахтунг!!!!

A - получил хотя бы одну "5", B - хотя бы одну "4", C - хотя бы одну "3", D - хотя бы одну "2" (все распределены по Бернулли).\newline
$\P(A)=1-0.9^{20}$, $\P(B)=1-0.8^{20}$, $\P(C)=1-0.7^{20}$, $\P(D)=1-0.6^{20}$\newline
$X$ - количество разных оценок.
$\E(X)=\E(A+B+C+D)=\P(A)+\P(B)+\P(C)+\P(D)$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Не надо \newline. Сделай в техе пустую строку. Это относится и к другим \newline в этом документе.

$\P(A) = \P(A_1) + \P(A_2) +...+\P(A_9) = \frac{1}{10}+\frac{8}{10\cdot9}+\frac{8\cdot7}{10\cdot9\cdot8}+...+\frac{8\cdot7\cdot6\cdot5\cdot4\cdot3\cdot2}{10\cdot9\cdot8\cdot7\cdot6\cdot5\cdot4\cdot3\cdot2}=\frac{9}{90}+\frac{8}{90}+\frac{7}{90}+\ldots+\frac{1}{90}=\frac{1}{2}$;

Пусть $X_i$ - бернуллевская случайная величина, принимающее значение 1, если Вася посетил i-й штрек.
$\P(X_i = 1) = \P(A)=\frac{1}{2}$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

$i$-й штрек. Далее везде $i$-я, $i$-й.

$\P(\text{гирлянда полностью исправна}) = (1 - 0.01)^{25} \approx 0.78$

Посчитаем через распределение Пуассона с $\lambda = 0.01$:
$m = 0 => P(m = 0) = \fr{e^{-0.01} \cdot \lambda^0}{0!} \approx 0.99$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Слэш перед P
  • Что это за =>? Случайные величины — большими буквами!


\begin{sol}
Ровно 1: $ C_{50}^1 \times 0.02 \times 0.98^{49} = 0.371$

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • 1 словами. У меня тоже косяк :)


\begin{sol}
Ровно 3 булочки: $C_{40}^3 \times 0.02^3 \times 0.98^{37} = 0.037$

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

И 3 тоже словом.

1, & x\in[0;1] \\
0, & \text{иначе}
\end{cases} $$
$$f_{Y|X}(y|x)=\begin{cases}
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Никаких $$..$$, только \[ ... \]
  • Ознакомьтесь со стилевыми рекомендациями в начале probability_hse_exams

$$\E(Y)=\int^x_0\frac{y}{x} \, dy=\frac{y^2}{2x}\bigg|^x_0=\frac{x}{2}$$
$$\E(X^2)=\int^1_0x^2 \, dx=\frac{x^3}{3}\bigg|^1_0=\frac{1}{3}$$
$$\E(Y^2)=\int^x_0\frac{y^2}{x} \, dy=\frac{y^3}{3x}\bigg|^x_0=\frac{x^2}{3}$$

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Повторно про $$ не будет писать :)

\begin{sol}
\begin{itemize}
\item $\plim \bar X_n = \E(X_1)=\fr{1}{2}$ (ЗБЧ в формулировке Хинчина);

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Долой скобки. Лучше переставить слова в начало.
ЗБЧ в формулировке Хинчина:
.... формула ...


\item $\plim \left( \dfrac{1}{1+\bar X_n} \right) = \dfrac{1}{1 + \plim \bar X_n} = \dfrac{2}{3}$;

\item $\plim \sum_{i=1}^n \ln X_i / n =...(\ln X_i = w_i)...=\plim \bar w_n = \E(w_1)=\E(\ln x_1)= \int_{0}^{1} \ln(x_1)dx_{1}=-1$;
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • \ldots

Copy link
Contributor

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

\frac вместо \dfrac


\item $\plim \max\{X_1, \ldots, X_n \} = 1$

Prove: $\forall \e > 0, \P(|\max\{X_1, \ldots, X_n \} - 1| \ge \e) = \P(\max\{X_1, \ldots, X_n \} \le 1- \e) = $ (в силу независимости $ X_1, \ldots, X_n)$ = $\P(X_1 \le 1-\e) \cdot \ldots \cdot \P(X_n \le 1 - \e) = (1-\e)^n \to 0 $ (when $ n \to \infty$)
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.


$\ldots = (1/3) - (1/4) = (1/12) $;

\item $\plim X_1 / \bar{X} = ! $ Этого $plim$ не существует! По смыслу, $plim$ - предел последовательности случайных величин; некоторая константа, к которой эта последовательность сходится при росте $n$. В данном случае знаменатель сходится к матожиданию $X_1$ по ЗБЧ. Однако числитель - случайная величина! Предела последовательности нет!
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Ахтунг!!!! Ересь детектед!!!!
Вполне себе существует. Предел по вероятности — это случайная величина.
И равна она $X_1/\E(X_i)$.


\begin{sol}
\begin{sol} Случайная величина $ X_{i}^{j} \sim Pois(5)$ - количество смс за j-ые сутки, посылаемое i-ым абонентом ($i=\ol{1,...,160}; \, j=\ol{1,2}$). Отметим, что $ X_{i}^{j}$ - независимые одинаково распределенные случайные величины.

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Не надо уточнений про множество значений.

$\E(X_{1}^{1}) = 5, \Var(X_{1}^{1}) = 5$

\vsi
$\ldots = \P(Z > 2.5), где Z \sim \cN (0,1)$. $n$ = 320 достаточно велико для того, чтобы мы могли воспользоваться ЦПТ, что мы и сделали.
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • vsi в топку
  • формулу превращаем в многострочную и добавляем комментарий


\begin{sol}
\begin{sol} Отметим, что в силу ЦПТ $\bar{X}_{n} $ асимптотически нормально ($X_{i}$ независимы и одинаково распределены + $n$ велико, поэтому использование ЦПТ "законно").

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Правильные кавычки
  • Символ + в тексте

\item $Z_{n} = f(\bar{X}_{n}) = \frac{1 + \bar{X}}{\bar{X}^{2} + 5} \approx \cN \left(\frac{11}{105}, \frac{(*)^{2}\cdot20}{n} \right) $


$(*) f^{\prime}(\bar{X})\bigg|_{\bar X_n = 10} = \frac{\bar{X}^{2} + 5 - 2\bar{X}(1 + \bar{X})}{(\bar{X}^{2} + 5)^{2}}\bigg|_{\bar X_n = 10} = -\frac{115}{(105)^{2}} $
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Вместо звездочки в скобках, лучше разбить задачу на два шага.

Величина $X$ имеет биномиальное распределение $Bin(n,p)$ и $n$ велико. Какое распределение примерно имеют величины $\ln(X/n)$? $X/(n-X)$?

\begin{sol}
Разложим случайную величину $X$ в сумму $n$ независимых Бернуллевских случайных величин с вероятностью успеха $p$: $X = Y_1 + \ldots + Y_n, \, Y_i \sim B(1,p)$. Тогда исходная задача принимает вид: $\ln(\bar Y_n) \approx \, ?$ $\dfrac{\sum_{i=1}^{n} Y_i}{n-\sum_{i=1}^{n} Y_i} = \dfrac{\bar Y_n}{1-\bar Y_n} \approx \, ?$ Отметим, что в силу ЦПТ $\bar{Y}_{n} $ асимптотически нормально ($Y_{i}$ независимы и одинаково распределены + $n$ велико, поэтому можно использовать ЦПТ).
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • не надо \dfrac, есть \frac, а в строчной формуле и вообще нужно /
  • новая строка после предложений


\item $\dfrac{\bar Y_n}{1-\bar Y_n} \approx \cN \left(\frac{p}{1-p}, \frac{(*)^{2}\cdot p(1-p)}{n} \right)$

$(*) = \br{\frac{\bar Y_n}{1-\bar Y_n}}^{\prime}\bigg|_{\bar Y_n = p} = \fr{1}{(1-p)^2}$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Не надо звёзд в скобках. Разбивайте задачу на две.
  • Не надо \br :) Пишите скобки!

\begin{sol}
$\frac{1}{1.8} - \frac{1}{2.2}$, $[0;10X]$.
Переформулируем задачу следующим образом: $\P(0.9X\leq a \leq1.1X)=\P(\frac{10}{11}a\leq X \leq \frac{10}{9}a)=\frac{\frac{10}{9}a-\frac{10}{11}a}{2a}=\frac{10}{99}$. Поскольку $a$ неотрицательно по условию, $\P(a\in[0;kX])=\P(a\leq kX)$. Найдём такое $k$, что последняя вероятность равна 0.95: $$1-\P\left(X\leq\frac{a}{k}\right)=0.95$$
$$1-\frac{\frac{a}{k}}{2a}=0.95$$
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • \dfrac, \fr превращаем либо во \frac, либо в /
  • $$ в
    \[
    ...
    \]
    Именно три строки!!!

\begin{problem}
Пусть $X$ — экспоненциальна с параметром $\lambda$ и $\mu=\E(X)$. C какой вероятностью интервал $[0.9X;1.1X]$ накрывает $\mu$? Постройте 90\%-ый доверительный интервал для $\mu$ вида $[0;kX]$.
\begin{sol}
%Переформулируем задачу следующим образом: \multline{$$\P(0.9X\leq %\mu \leq1.1X)=\P\left(\frac{10}{11}\mu\leq X \leq %\frac{10}{9}\mu\right)=\\=\int^{\frac{10}{9}\mu}_{\frac{10}{11}\mu}%\lambda{e^{-\lambda x} \, %dx}=[\mu=\lambda^{-1}]=e^{-\frac{10}{11}}-e^{-\frac{10}{9}}.$$\\}
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Либо не добавляем, либо правим и раскомментируем!

Пусть $X_i$ — независимы и нормальны $N(\mu,1)$. Какова вероятность того, что интервал $[\bar{X}_{10}-1;\bar{X}_{10}+1]$ накроет неизвестное $\mu$? Постройте 90\%-ый доверительный интервал для $\mu$ вида $[\bar{X}_{10}-k;\bar{X}_{10}+k]$.
\begin{sol}
Переформулируем задачу следующим образом:$$ \P(\bar{X}_{10}-1\leq \mu \leq\bar{X}_{10}+1)=\P(\mu-1\leq\bar{X}_{10}\leq\mu+1)=$$$$=\P\left(-\sqrt{10}\leq\frac{\bar{X}_{10}-\mu}{\sqrt{\frac{1}{10}}}\leq\sqrt{10}\right)$$
Вспомним, что $\bar{X}_{10} \sim \cN(\mu;\frac{1}{10})$, а значит, $$\P\left(-\sqrt{10}\leq\frac{\bar{X}_{10}-\mu}{\sqrt{\frac{1}{10}}}\leq\sqrt{10}\right)\approx0.9984.$$ Построим 90\%-й доверительный интервал (симметричность обеспечена свойствами нормального распределения):$$-1.55\leq\frac{\bar{X}_{10}-\mu}{\sqrt{\frac{1}{10}}}\leq1.55$$$$-0.5+\bar{X}_{10}\leq\mu\leq0.5+\bar{X}_{10}.$$
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Боремся со скобками в тексте
  • превращаем короткие формулы, бывшие в $$...$$ в
    \[
    формула
    \]
  • Если формула тянется на несколько строк, то
    \begin{align*}
    ... = ... \\
    &= ... \\
    &= ...
    \end{align*}

Величины $X_1$ и $X_2$ независимы и равномерны на отрезке $[0;a]$. Есть две гипотезы, $H_0$: $a=1$ и $H_a$: $a=2$. Мальвина отвергает $H_0$ в том случае, если $X_1 + X_2 > 1.5$. Найдите вероятность ошибок первого и второго рода.
\begin{sol}
$\alpha = 1/8$, $\beta = 9/32$
Равномерность обеих случайных величин на $[0;a]$ означает, что пару $(X_1,X_2)$ можно считать координатами точки, выбранной наугад в квадрате со стороной $a$. Пусть верна $H_0$, т.е. сторона квадрата равна 1. Но $H_0$ отвергается, если $X_1+X_2>1.5$ (выбрана точка выше прямой $X_1+X_2=1.5$), поэтому вероятность совершить ошибку первого рода равна вероятности попасть в закрашенную область на первом рисунке ниже (отношению её площади к площади всего квадрата): $\P(\mbox{ошибка 1-го рода})=\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{2}\cdot\frac{1}{2}=\frac{1}{8}.$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Фразу бьём на попроще.
  • т.е. расшифровываем, а лучше отказываемся.

\begin{sol}
$\alpha = \P(\cN(0;1) > -0.35) \approx 0.64$, $\beta = \P(\cN(0;1) \leq -1.76) \approx 0.04$.
Положим $X=X_1+X_2 \Rightarrow X \sim \cN(2a;2)$.
Пусть верна $H_0 \Rightarrow a=1$. $H_0$ отвергается, если $X>1.5$, поэтому $\P(\mbox{ошибка 1-го рода})=\P(X>1.5)=1-\P\left(\frac{X-2}{\sqrt{2}}<\frac{15-2}{\sqrt{2}}\right)\approx0.3632 .$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Не \mbox, а \text

\begin{problem}
Величины $X_1$ и $X_2$ независимы и распределены экспоненциально с интенсивностью $a$. Есть две гипотезы, $H_0$: $a=1$ и $H_a$: $a=2$. Мальвина отвергает $H_0$ в том случае, если $\min\{X_1, X_2\}< 1$. Найдите вероятность ошибок первого и второго рода.
\begin{sol}
Пусть верна $H_0 \Rightarrow a=1$. $H_0$ отвергается, если $min\{X_1,X_2\}<1$. Данное условие эквивалентно тому, что хотя бы одна из случайных величин меньше одного (возможны всего два случая (для определенности пусть $X_i<X_j$): если $X_i<X_j<1$, то $min\{X_1,X_2\}<1$; если $X_j>1,X_i<1$, то $min\{X_1,X_2\}<1$), поэтому $$\P(\mbox{ошибка 1-го рода})=\P(X_1 \lor X_2<1)=1-\P(X_1>1,X_2>1)=$$$$= 1-(1-\P(X_1<1))(1-\P(X_2<1))=1-(1-1+e^{-1})(1-1+e^{-1})=1-e^{-2}$$
Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Длинная фраза
  • полный отказ от $$
  • вероятно, нужен align*

\begin{sol}
Пусть верна $H_0 \Rightarrow a=1$. $H_0$ отвергается, если $min\{X_1,X_2\}<1$. Данное условие эквивалентно тому, что хотя бы одна из случайных величин меньше одного (возможны всего два случая (для определенности пусть $X_i<X_j$): если $X_i<X_j<1$, то $min\{X_1,X_2\}<1$; если $X_j>1,X_i<1$, то $min\{X_1,X_2\}<1$), поэтому $$\P(\mbox{ошибка 1-го рода})=\P(X_1 \lor X_2<1)=1-\P(X_1>1,X_2>1)=$$$$= 1-(1-\P(X_1<1))(1-\P(X_2<1))=1-(1-1+e^{-1})(1-1+e^{-1})=1-e^{-2}$$

Пусть верна $H_a \Rightarrow a=2$. $H_1$ отвергается, если $min\{X_1,X_2\}>1$. Аналогично, $\P(\mbox{ошибка 2-го рода})=1-\P(X_1 \lor X_2<1)=1-(1-e^{-4})=e^{-4}.$
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Долой стрелочки \Rightarrow в тексте. Пусть верна $H_a$, тогда $a=2$. Почему здесь $H_a$ и $H_1$?
  • min со слэшом

Величины $X_1$ и $X_2$ независимы и распределены по Пуассону с интенсивностью $a$. Есть две гипотезы, $H_0$: $a=1$ и $H_a$: $a=2$. Мальвина отвергает $H_0$ в том случае, если $X_1 + X_2 \geq 2$. Найдите вероятность ошибок первого и второго рода.
\begin{sol}
Положим $X=X_1+X_2 \Rightarrow X \sim \Pi(2a)$.

Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Не надо своих сокращений для Пуассона. И стрелочек в тексте тоже :)
Все стрелочки в тексте — зло! И все дальнейшие — тоже!

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

Кстати, нам надо продумать сокращения. А то \cN есть и больше ничего. Очевидно добавим \cU.
\cExp.

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

А дальше даже википедия расходится, то B, то Bin, то Binom :)
И с пуассоном Pois, Poiss, Poisson :)

\end{enumerate}
\begin{sol}
а) Пусть $H_0$ истинна ($p=0.5$), но она отвергается (Аксинья угадала содержимое всех стаканов). Тогда, поскольку отгадывает она каждый стакан независимо, $\P(\mbox{ошибка 1-го рода})=0.5^{5}=0.03125.$

Copy link
Owner

@bdemeshev bdemeshev Nov 18, 2018

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Нумерация пунктов только автоматическая
  • Стрелочки в тексте
  • Много скобок
  • mbox меняем на text

\hline ААБББ & 1Б $\rightarrow$ 1А & $(0.5)^2\cdot\frac{1}{C^1_3}$ & $C^2_5=10$\\
\hline АББББ & 2Б $\rightarrow$ 2А & $0.5\cdot\frac{1}{C^2_4}$ & $C^1_5=5$\\
\hline БББББ & 3Б $\rightarrow$ 3А & $\frac{1}{C^3_5}=\frac{1}{C^2_5}$ & 1\\
\hline
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • Стиль таблиц — только booktabs. Берём любую таблицу из probability_hse_exams и делаем так же.
  • Длинные фразы на несколько
  • mbox на text

\end{center}

В нетривиальных случаях $\P(\mbox{угадала все 5})$ вычисляется как произведение вероятности того, что ВГ угадал стаканы, тип которых не меняют, и вероятности провести верную замену (очевидно, данные события не зависимы). Получение любых двух комбинаций - события несовместные, все комбинации получаются равновероятно (но количества комбинаций одного типа разные, т.е. и вероятность получить каждый тип - своя, равная отношению числа комбинаций данного варианта к их общему числу - 32), поэтому, по формуле полной вероятности: $$\P(\mbox{угадала все 5})=\frac{1}{32}\cdot\frac{1}{C^2_5}+\frac{5}{32}\cdot0.5\cdot\frac{1}{C^1_4}+$$$$+\frac{10}{32}\cdot(0.5)^5+\frac{10}{32}\cdot(0.5)^2\cdot\frac{1}{C^1_3}+\frac{5}{32}\cdot0.5\cdot\frac{1}{C^2_4}+\frac{1}{32}\cdot\frac{1}{C^2_5}=0.0453125$$

Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • mbox
  • $$
  • длинная фраза со скобками
  • многострочная формула


Этому же числу равна и вероятность ошибки первого рода, т.к. она будет допущена, когда Аксинья точно определит содержимое каждого из пяти стаканов при том, что ВГ угадывает его с вероятностью $0.5$.

Для вычисления вероятности ошибки второго рода составляется ровно такая же таблица (с точностью до замены 0.5 на 0.9), проводится аналогичный расчёт $\P(\mbox{угадала все 5})$. Но, поскольку ошибка второго рода допускается, если Аксинья не угадает, какая вода налита хоть в одном стакане, $\P(\mbox{ошибка второго рода})=1-\P(\mbox{угадала все 5})=0.7377375$.
Copy link
Owner

Choose a reason for hiding this comment

The reason will be displayed to describe this comment to others. Learn more.

  • mbox
  • длинная фраза со скобками
  • космическую точность убираем :) Два-три знака после запятой :)

Sign up for free to join this conversation on GitHub. Already have an account? Sign in to comment

Labels

None yet

Projects

None yet

Development

Successfully merging this pull request may close these issues.

3 participants