1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof....

15
1 İST 244 MÜHENDİSLİKTE OLASILIK DERSİ BEKLENEN DEĞER Prof. Dr. NİHAL ERGİNEL ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ X beklenen değeri B[X] ile gösterilir. B[X] = BEKLENEN DEĞER ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ Sınıflar p(x) 5 x <10 7 1/2 x <15 12 1/4 15 x <20 17 3/16 x <25 22 1/16 Belli bir malzeme taşınan kolilerin ağırlıkları ve olasılık fonksiyonları aşağıdaki gibidir. Kolilerin beklenen ortalama ağırlıkları ne kadardır? ÖRNEK ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________ ___________________________________

Transcript of 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof....

Page 1: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

1

İST 244 MÜHENDİSLİKTE OLASILIK DERSİ

BEKLENEN DEĞER

Prof. Dr. NİHAL ERGİNEL

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

X beklenen değeri B[X] ile gösterilir.

B[X] =

BEKLENEN DEĞER

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Sınıflar p(x)

5 x <10 7 1/2

x <15 12 1/4

15 x <20 17 3/16

x <25 22 1/16

Belli bir malzeme taşınan kolilerin ağırlıkları ve

olasılık fonksiyonları aşağıdaki gibidir. Kolilerin

beklenen ortalama ağırlıkları ne kadardır?

ÖRNEK

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 2: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

2

X: koli ağırlığı

B[X] =

= 7.

+ 12.

+ 17.

+ 22.

=

= 11,0625

ÇÖZÜM

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Bir elektronik devrenin kullanım ömrünün

fonksiyonu;

f(x) =

gibidir. Ortalama beklenen kullanım ömrünü

bulunuz.

ÖRNEK

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

X: kullanım ömrü (saat)

B[X] =

.

=

.

= 200 saat

ÇÖZÜM

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 3: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

3

BEKLENEN DEĞER

İŞLEMİNİN ÖZELLİKLERİ

1) u(x) , x rassal değişkeninin bir fonksiyonu ise;

B[u(x)] =

2) k; sabit bir sayı iken

B[k]=k

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

3) k sabit bir sayı, u(x) x rassal değişkeninin bir

fonksiyonu iken

B[k.u(x)]=k.B[u(x)]

4) u(x) ve v(x) x rassal değişkeninin iki fonksiyonu, a

ve b sabit sabit sayılar iken,

B[a.u(x) + b.v(x)]=a.B[u(x)] + b.B[v(x)] olur veya

B[ax + b ]= a.B[x] + b

BEKLENEN DEĞER

İŞLEMİNİN ÖZELLİKLERİ

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

5) x rassal değişkeninin beklenen değeri, ana kütle

ortalama değerine eşittir. B[x]=µ şeklinde gösterilir.

B[x]=µ iken B[x-µ] = B[x]-µ= 0 olur.

BEKLENEN DEĞER

İŞLEMİNİN ÖZELLİKLERİ

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 4: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

4

VARYANS

V(X) =

V(X) = B[ ] = B[ - 2xµ+ ]

= B[ - 2 + ] = B[ - ]

= B[ ]-

V(X) =

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

VARYANSIN ÖZELLİKLERİ

k sabit bir sayı iken;

1-) V(x+k) = V(x)

2-) V(k.x) = .V(x)

3-) Varyansın pozitif kareköküne standart

sapma denir.

= V(x) = B[ ] = B[ ]-

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

x rassal değişkenin olasılık yoğunluk

fonksiyonu;

f(x)=

olarak verilmiştir. B[4x+3] değerini bulunuz.

ÖRNEK

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 5: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

5

ÇÖZÜM

B[4x+3] =

.

= 8

f(x)=

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

x rassal değişkeni bir üretim sürecindeki kusurlu

parça sayısını göstermektedir. Kusurlu sayıları ve

bunların olasılıkları aşağıda verilmiştir.

x 0 1 2 3

P(x) 0,51 0,38 0,10 0,01

a)Ortalama kusurlu parça sayısını bulunuz.

b)Kusurlu sayısının varyansını bulunuz.

ÖRNEK

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

ÇÖZÜM

µ= = 0(0,51) + 1(0,38)+ 2.(0,10)+3(0,01) =

0,61

= V(x) = B[ ] = B[ ]-

B[ ] = = 0.(0,5)

+1(0,38)+4.(0,10)+9(0,01)= 0,87

= B[ ]- = 0,87 - = 0,4979

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 6: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

6

Bir ürünün haftalık talebinin olasılık

yoğunluk fonksiyonu;

f(x)=

ortalama ve varyansını bulunuz.

ÖRNEK

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

ÇÖZÜM

µ=B[X]=

=

= B[ ]-

B[ ] =

=

= B[ ]- =

-

=

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

f(x) =

( +1) ; -1 x 1

olasılık yoğunluk fonksiyonunun dağılım

fonksiyonu, ortalama ve varyansını bulunuz.

ÖRNEK

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 7: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

7

ÇÖZÜM

=

( +3x+4)

• Dağılım fonksiyonu

F(x)

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

• Ortalama

µ=B[X]=

= 0

• Standart sapma

B[ ] =

=

= B[ ]- =

= 0,632

ÇÖZÜM

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

MOMENTLER

Moment: a gerçel bir sayı iken, B[ ] ‘ne x

rassal değişkeninin a civarındaki r. momenti denir.

B[ ] =

Şeklinde gösterilir.

B[ ] : x rassal değişkeninin

aritmetik ortalama civarındaki r.

momentidir. ( şeklinde gösterilir.)

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 8: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

8

ÖRNEĞİN:

= B[ ] = varyans , x rassal

değişkeninin aritmetik ortalama civarındaki 2.

momentidir.

a = 0 olursa x rassal değişkeninin sıfır civarındaki

r. momentleri elde edilir.

B[ ] = şeklinde gösterilir.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

X rassal değişkeninin sıfır civarındaki 2. momenti

B[ ] = kareli ortalamadır.

B[ ] =

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Standart sapmanın ortalamaya oranına değişim

katsayısı denir.

Değişim katsayısı: DK =

X rassal değişkeninin aritmetik ortalamaya göre 3.

momentinin ‘ e oranına çarpıklık ölçüsü denir.

=

X rassal değişkeninin aritmetik ortalamaya göre 4.

momentinin ‘ e oranına basıklık ölçüsü denir.

=

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 9: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

9

MOMENTLER ARASI İLİŞKİLER

Momentleri aritmetik ortalamaya göre hesaplamak

zaman alıcıdır. Bu yüzden sıfır civarındaki momentleri

arasındaki ilişkilerle tarif edilir.

Aritmetik ortalamaya göre r. moment;

B[ ] =

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Sıfır civarındaki r. moment;

B[ ] = iken,

r= 1 ise = - µ =0 (

= B[ ] = B[X] = µ olduğu

için )

r=2 ise = -2µ

+ = - = B[ ] -

(aritmetik ortalama civarındaki 2. moment varyans

B[ ] - )

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

r=3 ise,

= -3µ

+3 - =

-3µ +3 -

= -3µ

+2

r= 4 ise ,

= -4µ

+6 -4

+

= -4µ

+6 -3

Yani;

= .

. .

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 10: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

10

f(x) =

x- sürekli rassal değişkenin olasılık yoğunluk fonksiyonu

verilmiştir.

a) X rassal değişkenin dağılım fonksiyonunu belirleyiniz.

b) Ortalama ve varyansını bulunuz.

c) Çarpıklık ölçüsünü bulunuz.

d)Basıklık ölçüsünü bulunuz.

ÖRNEK

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

ÇÖZÜMc) =

= B[ ] = 0,5

= B[ ] =

=

= -3µ

+2 =

-3.2(0,5)+2. =

=

=

= 67,32

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 11: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

11

= B[ ] =

= 27

= -4µ

+6 -3 = 27-4.2.

+

6. .

– 3. = 108,6

=

=

= 434,4

ÇÖZÜM

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

X rassal değişkenin olasılık fonksiyonu;

p(x) =

şeklinde verilmiştir. Aritmetik ortalama, varyans, standart

sapma, değişim katsayısı, çarpıklık ve basıklık ölçülerini

bulunuz.

ÖRNEK

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

ÇÖZÜM

= B[X] =

=

+

+

=

V(X) = B[ ]

= B[ ]- ; = -

= B[ ] =

=

+

+

=

= 6

= - = 6-

=

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 12: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

12

= = 0,745

= B[ ] =

=

= -3µ

+2

=

-3.

.6 +2.

=-

=

=

= -0,627

ÇÖZÜM

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

ÇÖZÜM

• = B[ ] =

= 46

= -4µ

+6 -3

= 46-4.

+ 6.

. + 3.

=

=

=

= 2,0439

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

MOMENT ÇIKARTAN FONKSİYON

h>0 ve |t|< h için B[ ] ‘ e x rassal değişkenin

moment çıkartan fonksiyonu denir.

(t) = B[ ] =

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 13: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

13

serisi;

= 1+ t.x +

+ ....+

(t) = B[ ] = 1+B[x].t + B ].

+ ...+

B ].

(t) =1+ .t +

.

+ ..... +

.

= sıfır civarındaki r. momenti

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

ÖRNEK:

(t) = B[ ] =

=

+

Moment çıkartan fonksiyonun t’ye göre r. türevini alırsak t

civarındaki r. momentini bulmuş oluruz.

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

=

=

t = 0 koyarsak, sıfır civarındaki r. momentini bulmuş oluruz.

=

Elde edilir. Parametrelerin tahmininde kullanılabilir.

ÖRNEK-devam:

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 14: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

14

X rassal değişkenin olasılık fonksiyonu;

P(x) =

. . ; x 0

Şeklindedir. Moment çıkaran fonksiyon yardımı ile

aritmetik ortalama ve varyansını bulunuz.

ÖRNEK:

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

(t) =

=

İki terimlinin binom açılımından;

(t) =

= n. .

= np[ (n-1) + . ]

ÇÖZÜM

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

t= 0 olduğunda;

= np (sıfır civarındaki 1. momenti)

= np [(n-1)p+1]

= = np

= - = np[(n-1)p+1] -

= np(1-p) =npq

ÇÖZÜM

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

Page 15: 1(1'(ö(5 y lo v v R ] y ]o P ]o] X %(./(1(1'(÷(5 Prof. Dr.endustri.eskisehir.edu.tr/nerginel/İST244/icerik/Hafta 5- Beklenen... · 8 Á 6 = b[ t f Á 6= ê 6 s , x l l . b[ : ;

15

f(x)=λ. ; x 0

fonksiyonunun aritmetik

ortalaması ve varyansı nedir?

ÖRNEK:

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

ÇÖZÜM

• Aritmetik Ortalama

= B[x] =

= uv -

= x. -

+

).λ

= 0+0+

=

. =

-

= v

u =x , du= dx

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

• Standart sapma

= B[ ]-

B[ ]=

=

= B[ ]-

=

-

=

ÇÖZÜM

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________

___________________________________