Soru

Zorluk: OrtaOlasılık Eşitsizlikleri (Markov, Chebyshev, Jensen)

Bir devlet hastanesi acil servisine belirli bir günde başvuran vaka sayısı XX rastgele değişkeni ile modellenmektedir. XX değişkeninin beklenen değeri 120120 ve standart sapması 88'dir.

Buna göre, rastgele seçilen bir günde acil servise başvuran vaka sayısının 100100 ile 140140 arasında olma olasılığının alabileceği en küçük değer, Chebyshev eşitsizliğine göre aşağıdakilerden hangisidir?

  1. A
    425\frac{4}{25}
  2. B
    35\frac{3}{5}
  3. 2125\frac{21}{25}Cevap
  4. D
    2425\frac{24}{25}
  5. E
    67\frac{6}{7}

Cevap

İstenen olasılığın alabileceği en küçük değer \frac{21}{25}'tir.
Chebyshev eşitsizliği, rastgele bir değişkenin ortalamasından kk kadar sapmasının olasılığını P(Xμ<k)1σ2k2P(|X - \mu| < k) \geq 1 - \frac{\sigma^2}{k^2} formülü ile verir. Ortalama 120120, aralık sınırları 100100 ve 140140 olduğundan sapma mesafesi k=20k = 20'dir. Standart sapma 88 olduğundan varyans σ2=64\sigma^2 = 64'tür. Değerler yerine konduğunda 164400=1425=21251 - \frac{64}{400} = 1 - \frac{4}{25} = \frac{21}{25} elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Verilen dağılım parametrelerini tanımla.
Beklenen değer (Ortalama): μ=120\mu = 120, Standart sapma: σ=8    \sigma = 8 \implies Varyans: σ2=64\sigma^2 = 64.
Chebyshev eşitsizliği ortalama ve varyans değerlerine ihtiyaç duyar.
2
İstenen olasılık aralığını Xμ<k|X - \mu| < k formatında ifade et.
100<X<140100 < X < 140 aralığı, 120120 ortalamasından 2020 birimlik bir sapmayı ifade eder. Yani X120<20|X - 120| < 20 olur ve buradan k=20k = 20 bulunur.
Eşitsizliğin uygulanabilmesi için aralığın ortalamadan simetrik sapma miktarı (k) belirlenmelidir.
3
Chebyshev eşitsizliğini uygula ve sonucu hesapla.
P(Xμ<k)1σ2k2P(|X - \mu| < k) \geq 1 - \frac{\sigma^2}{k^2} formülünden; P(X120<20)164202=164400P(|X - 120| < 20) \geq 1 - \frac{64}{20^2} = 1 - \frac{64}{400}.
Verilen aralık içinde bulunma olasılığının alt sınırını bulmak için ana teorem uygulanır.
4
Kesri sadeleştir.
164400=116100=1425=21251 - \frac{64}{400} = 1 - \frac{16}{100} = 1 - \frac{4}{25} = \frac{21}{25}.
Sonucu en sade rasyonel sayı biçiminde ifade etmek için.

Anahtar Kavram

Chebyshev Eşitsizliği kullanılarak belirli bir aralıktaki olasılığın alt sınırının hesaplanması.
Bu soruyu puanla