Question

Difficulty: MediumChebyshev Eşitsizliği

Bir kamu kurumunda A ve B servislerinin günlük işledikleri evrak sayıları sırasıyla XX ve YY rastgele değişkenleri ile modellenmektedir. Yapılan analizlerde bu değişkenlere ait şu istatistikler elde edilmiştir:

E[X]=50,E[Y]=50E[X] = 50, \quad E[Y] = 50
Var(X)=10,Var(Y)=10Var(X) = 10, \quad Var(Y) = 10

Ayrıca XX ve YY değişkenlerinin bağımsız olmadığı bilinmekte olup, E[XY]=2508E[XY] = 2508 olarak hesaplanmıştır.

Kurumun her iki servisinde günlük işlenen toplam evrak sayısı T=X+YT = X + Y olmak üzere, rastgele seçilen bir günde toplam evrak sayısının 8282 ile 118118 arasında olma olasılığı Chebyshev eşitsizliğine göre en az kaçtır?

  1. A
    19\frac{1}{9}
  2. 89\frac{8}{9}Answer
  3. C
    7481\frac{74}{81}
  4. D
    7681\frac{76}{81}
  5. E
    5354\frac{53}{54}

Answer

89\frac{8}{9}
Chebyshev eşitsizliğine göre bir rastgele değişkenin ortalamasından cc kadar sapma yapması aralığında (içerisinde) bulunma olasılığının alt sınırı 1Var(T)c21 - \frac{Var(T)}{c^2} formülü ile bulunur. Öncelikle T=X+YT = X + Y değişkeninin beklenen değeri E[T]=100E[T] = 100 olarak bulunur. Varyansı için Cov(X,Y)=E[XY]E[X]E[Y]=25082500=8Cov(X,Y) = E[XY] - E[X]E[Y] = 2508 - 2500 = 8 hesaplanır ve Var(T)=Var(X)+Var(Y)+2Cov(X,Y)=10+10+16=36Var(T) = Var(X) + Var(Y) + 2Cov(X,Y) = 10 + 10 + 16 = 36 elde edilir. İstenen aralık (82,118)(82, 118) olup, ortalamadan sapma miktarı c=18c = 18'dir. Değerler formülde yerine konulduğunda 136182=136324=119=891 - \frac{36}{18^2} = 1 - \frac{36}{324} = 1 - \frac{1}{9} = \frac{8}{9} sonucuna ulaşılır.

Step-by-Step Solution

1
TT rastgele değişkeninin beklenen değerini hesaplama
E[T]=E[X]+E[Y]=50+50=100E[T] = E[X] + E[Y] = 50 + 50 = 100
Chebyshev eşitsizliğinde sapma miktarını (cc) belirlemek için toplam evrak sayısının ortalamasına ihtiyaç vardır.
2
XX ve YY değişkenleri arasındaki kovaryansı hesaplama
Cov(X,Y)=E[XY]E[X]E[Y]=2508(50×50)=25082500=8Cov(X,Y) = E[XY] - E[X]E[Y] = 2508 - (50 \times 50) = 2508 - 2500 = 8
Değişkenler bağımsız olmadığı için, iki değişkenin toplamının varyansını bulurken aralarındaki kovaryans (birlikte değişim) değeri kullanılmalıdır.
3
TT'nin varyansını hesaplama
Var(T)=Var(X)+Var(Y)+2Cov(X,Y)=10+10+2(8)=20+16=36Var(T) = Var(X) + Var(Y) + 2Cov(X,Y) = 10 + 10 + 2(8) = 20 + 16 = 36
Chebyshev eşitsizliğinin sınırını belirleyen temel dağılım parametresi varyanstır.
4
Ortalamadan sapma miktarını (cc) belirleme
Aralık (82,118)(82, 118) olarak verilmiştir. 118100=18118 - 100 = 18 ve 10082=18100 - 82 = 18 olduğundan sapma miktarı c=18c = 18 olarak bulunur.
İstenen aralık Tμ<c|T - \mu| < c mutlak değer eşitsizliği ile modellendiğinde sapma miktarı eşitsizlik formülünün paydasını oluşturur.
5
Chebyshev eşitsizliğini uygulayarak alt sınırı bulma
P(T100<18)1Var(T)c2=136182=136324=119=89P(|T - 100| < 18) \ge 1 - \frac{Var(T)}{c^2} = 1 - \frac{36}{18^2} = 1 - \frac{36}{324} = 1 - \frac{1}{9} = \frac{8}{9}
Verilen aralıkta bulunma olasılığının minimum değerini (alt sınırını) matematiksel olarak kesinleştirmek için.

Key Concept

Bağımlı Değişkenlerin Toplamının Varyansı ve Chebyshev Eşitsizliği
Estimated Time:2m 0s
Rate this question