Числовые ряды, теория вероятностей
Вариант 26
Контрольная работа № 5 «Числовые и функциональные ряды»
В задачах 501-510 исследовать сходимость рядов, пользуясь признаком сходимости Даламбера.
501.
Применяем признак Даламбера:
Таким образом, так как , то данный ряд расходится по признаку Даламбера.
В задачах 521-540 дан степенной ряд
Написать первые четыре члена ряда, найти интервал сходимости ряда и выяснить вопрос о сходимости ряда на концах интервала. Значения а, b и k даны.
522.
Имеем степенной ряд .
Первые четыре члена ряда:
Применяем признак Даламбера:
Как видно, ряд будет сходиться для тех значений х, для которых
Выясним вопрос о сходимости ряда на концах интервала.
При ряд Примет вид - знакочередующийся; его общий член по абсолютному значению стремиться к нулю при n®¥. По признаку Лейбница о сходимости знакочередующихся рядов заключаем, что ряд сходится. Следовательно, значение принадлежит области сходимости данного ряда.
Подставив в , получим - расходится (для этого достаточно сравнить его с гармоническим рядом). Следовательно, значение не принадлежит области сходимости данного ряда. Таким образом, - область сходимости исследуемого ряда.
В задачах 541-560 требуется вычислить определенный интеграл с точностью до 0,001 путем предварительного разложения подынтегральной функции в ряд и почленного интегрирования этого ряда.
553.
Решение
Предварительно представим подынтегральную функцию в виде степенного ряда. Используя известное разложение в степенной ряд функции , будем иметь
Тогда ,
Мы получили знакочередующийся ряд, который удовлетворяет условиям теоремы Лейбница. Так как в полученном ряде четвёртый член по абсолютному значению меньше 0,001, то ограничиваемся только первыми тремя членами. Итак,
576. Функцию в интервале (0, p) разложить в ряд синусов.
Решение
Так как по условию ряд заданной функции должен содержать только синусы кратных дуг, то продолжим функцию в интервале (-p;0) нечетным образом. В результате будет получена нечетная функция, которая совпадает с заданной на интервале (0;1). Известно, что ряд Фурье для нечетной функции имеет вид где bn определяется по формуле
Определим коэффициенты bn:
Подставляя найденное значение коэффициентов Фурье в формулу , получаем
Контрольная работа № 6 «Дифференциальные уравнения»
В задачах 581-590 найти общее решение (общий интеграл) дифференциальных уравнений первого порядка.
585.
Решение
Данное уравнение является однородным, так как коэффициенты при dx и dy суть однородные функции одного и того же измерения (второго) относительно переменных х и у. Применяем подстановку у=хt, где t – некоторая функция аргумента х.
Если у=хt, то дифференциал dy=d(xt)=tdx+xdt, и данное уравнение примет вид
Мы получили уравнение с разделенными переменными относительно х и t. Интегрируя, находим общее решение этого уравнения:
Из введенной подстановки следует, что у=хt. Следовательно, или - общее решение данного уравнения.
В задачах 601-620 даны дифференциальные уравнения второго порядка, допускающие понижение порядка. Найти частное решение, удовлетворяющее указанным начальным условиям.
616.
Решение
Данное уравнение второго порядка не содержит явно аргумента х. Положим у’=р, где р – некоторая функция переменной у. Если у’=р, то . Тогда данное уравнение примет вид - уравнение с разделяющимися переменными. Разделим переменные и проинтегрируем:
Обратная подстановка у’=р. Тогда
Используя начальные условия , находим С1:
Далее решаем уравнение :
Теперь определим значение С2:
Тогда - искомое частное решение, удовлетворяющее указанным начальным условиям.
В задачах 621-640 даны линейные неоднородные дифференциальные уравнения второго порядка с постоянными коэффициентами. Найти частное решение, удовлетворяющее указанным начальным условиям.
627.
Решение
Данное дифференциальное уравнение относится к линейным дифференциальным уравнениям с постоянными коэффициентами.
Составляем характеристическое уравнение линейного однородного дифференциального уравнения с постоянными коэффициентами: r2+r=0
Корни характеристического уравнения: r1 =0, r2 =-1.
Общее решение однородного уравнения имеет вид:
Уравнение имеет частное решение вида:
Вычисляем производные: ,
Которые подставляем в исходное дифференциальное уравнение:
,
Приравнивая коэффициенты при одинаковых функциях, получаем систему уравнений:
Частное решение имеет вид:
Тогда общее решение данного уравнения
Используем начальные условия
.
Тогда решим систему:
Окончательно,
Ответ:
В задачах 661-680 при указанных начальных условиях найти три первых, отличных от нуля члена разложения в степенной ряд функции y=f(x), являющейся решением заданного дифференциального уравнения.
667.
Решение
Положим, что у(х) является решением данного дифференциального уравнения при указанных начальных условиях. Если у(х) допускает разложение в ряд Маклорена, то имеем
(1)
Свободный член разложения (1), т. е. у(0), дан по условию. Чтобы найти значения y'(0), y’’(0), y’’’(0),…, можно данное уравнение последовательно дифференцировать по переменной х и затем вычислить значения производных при х=0.
Значение у’(0) получаем, подставив начальные условия в данное уравнение:
Подставив найденные значения производных при х=0 в (1), получим разложение искомого частного решения заданного уравнения:
или
Контрольная работа № 7 «Вероятность и законы распределения»
696. Об объекте известно: вероятность срабатывания системы пожарной защиты (ПЗ) равна РПЗ=0,7; вероятность эвакуации персонала до начала воздействия ОФП равна РЭ=0,3. Вероятность воздействия ОФП при отказе системы ПЗ равна 0,7; вероятность воздействия ОФП на неэвакуированный персонал – 0,4. Найти вероятность того, что причиной имевшего место действия ОФП на персонал стала ненадежность ПЗ.
Решение
Обозначим
- событие срабатывание системы пожарной защиты. Р(А)=0,7
- событие не срабатывание системы пожарной защиты. Р()=0,3
- событие эвакуации персонала до начала воздействия ОФП. Р(В)=0,3
- событие эвакуации персонала после начала воздействия ОФП. Р()=0,7
- событие воздействие ОФП при отказе системы ПЗ. Р(С)=0,7
- событие не воздействие ОФП при отказе системы ПЗ. Р()=0,3
- событие воздействие ОФП на неэвакуированный персонал. Р(D)=0,4
- событие не воздействие ОФП на неэвакуированный персонал. Р()=0,6
Необходимо найти вероятность того, что причиной имевшего место действия ОФП на персонал стала ненадежность ПЗ, то есть вероятность происхождения последовательности событий , , , D.
По теореме умножения
Р(.)=0,3*0,7*0,7*0,4=0,0588
Ответ: Р(.)=0,0588
В задачах 711-720 дано, что на заводе рабочий за смену изготовляет n деталей. Вероятность того, что деталь окажется первого сорта равна р. Какова вероятность, что деталей первого сорта будет m штук.
711.
Решение
Применим локальную теорему Муавра-Лапласа, согласно которой искомая вероятность вычисляется приближенно по формуле
где
Так как функция j(х) четная, то j(-х)=j(х).
Подставим сюда числовые значения:
Находим q=1-0,8=0,2
Определяем значение х при этих данных:
По таблице находим, что j(0)=0,3989. Подставив это значение в получим
Ответ:
В задачах 731-740 дано, что детали, выпускаемые цехом, по размеру диаметра распределены по нормальному закону. Стандартная длина диаметра детали (математическое ожидание) равна а мм, среднее квадратическое отклонение - s мм. Найти: 1) вероятность того, что диаметр наудачу взятой детали будет больше a мм и меньше b мм; 2) вероятность того, что диаметр детали отклонится от стандартной длины не более чем на d мм. Значения а, s, a, b, d даны.
738. А=45, S=5, A=40, B=48, D=3. |
Решение
Если величина Х распределена по нормальному закону, то
Где а=М(Х) и . По условию s=5, a=40 и b=48. Подставив эти данные, получим
Если Х – длина диаметра детали, то по условию задачи эта величина должна быть в интервале (а-d, а+d), где а=45 и d=3. Подставив в формулу A=а-d и b=а+d, получим
Таким образом,
Подставляя имеющиеся данные, получим
Итак, вероятность того, что изготовление детали по длине будут в пределах от 42 до 48 см, составляет
В задачах 741-760 задан закон распределения случайной величины Х (в первой строке таблицы даны возможные значения величины Х, а во второй строке указаны вероятности р этих возможных значений).
Найти: 1) математическое ожидание М(Х); 2) дисперсию D(X); 3) среднее квадратическое отклонение s.
757.
Решение
Математическое ожидание М(Х) вычисляется по формуле
Тогда М(Х) = 31·0,3+34·0,5+37·0,1+40·0,1=9,3+17+3,7+4=34.
Дисперсию D(X) найдём по формуле
Для вычисления составим следующий закон распределения величины :
Тогда и
Среднее квадратическое отклонение найдём по формуле
Из этой формулы имеем:
< Предыдущая | Следующая > |
---|