Question

Difficulty: HardChebyshev Eşitsizliği

Bir Sosyal Güvenlik Kurumu il müdürlüğüne gün içinde yapılan emeklilik başvurusu sayısı XX rastgele değişkeni ile modellenmektedir. Geçmiş kayıtlara göre, günlük başvuru sayısının beklenen değeri 5050 ve varyansı 99'dur.

Müdürlüğün günlük operasyonel maliyeti (TL cinsinden) Y=3X+40Y = 3X + 40 eşitliği ile belirlenmektedir.

Buna göre, rastgele seçilen bir günde operasyonel maliyetin 175175 TL ile 205205 TL arasında olma olasılığının alabileceği en küçük değer (alt sınır) aşağıdakilerden hangisidir?

  1. A
    925\frac{9}{25}
  2. B
    25\frac{2}{5}
  3. 1625\frac{16}{25}Answer
  4. D
    2225\frac{22}{25}
  5. E
    2425\frac{24}{25}

Answer

1625\frac{16}{25}
Chebyshev eşitsizliği, dağılımı tam olarak bilinmeyen bir rastgele değişkenin ortalamasından belirli bir mesafede kalma olasılığının alt sınırını bulmamızı sağlar. Maliyet fonksiyonunun (Y=3X+40Y = 3X + 40) beklenen değeri E[Y]=190E[Y]=190 ve varyansı Var(Y)=32×9=81Var(Y)=3^2 \times 9 = 81'dir. Sorulan 175175 ile 205205 aralığı, 190190 ortalamadan simetrik olarak 1515 birim sapmayı ifade eder (d=15d=15). İlgili formül uygulandığında: P(Y190<15)1Var(Y)d2=181225P(|Y - 190| < 15) \geq 1 - \frac{Var(Y)}{d^2} = 1 - \frac{81}{225}. Bu kesir 99 ile sadeleştirildiğinde 1925=16251 - \frac{9}{25} = \frac{16}{25} sonucuna ulaşılır.

Step-by-Step Solution

1
YY rastgele değişkeninin beklenen değerini ve varyansını hesaplayın.
E[Y]=3(50)+40=190E[Y] = 3(50) + 40 = 190 ve Var(Y)=32×9=81Var(Y) = 3^2 \times 9 = 81.
Chebyshev eşitsizliğini maliyet (YY) üzerinde uygulayabilmek için yeni değişkenin ortalaması ve varyansı gereklidir.
2
İstenen 175<Y<205175 < Y < 205 aralığını, ortalamadan simetrik sapma (mutlak değer) biçiminde ifade edin.
P(175<Y<205)=P(15<Y190<15)=P(Y190<15)P(175 < Y < 205) = P(-15 < Y - 190 < 15) = P(|Y - 190| < 15). Sapma miktarı d=15d = 15'tir.
Chebyshev eşitsizliği, rastgele bir değişkenin kendi ortalamasından belirli bir dd birim uzaklıkta kalma olasılığını tanımlar.
3
Chebyshev eşitsizliği alt sınır formülünü kullanarak hesaplamayı tamamlayın.
P(YμY<d)1Var(Y)d2    181152=181225=1925=1625P(|Y - \mu_Y| < d) \geq 1 - \frac{Var(Y)}{d^2} \implies 1 - \frac{81}{15^2} = 1 - \frac{81}{225} = 1 - \frac{9}{25} = \frac{16}{25}.
Bir değişkenin ortalamasından en fazla dd kadar sapması olasılığının en küçük değeri (alt sınırı) formüle göre 1σ2d21 - \frac{\sigma^2}{d^2}'dir.

Key Concept

Rastgele değişkenlerin doğrusal dönüşümlerinde beklenen değer ve varyans kurallarının kullanılarak, bilinmeyen bir dağılım için Chebyshev eşitsizliği yardımıyla olasılık alt sınırının bulunması.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question