数学期望在实际生活中的应用.doc
《数学期望在实际生活中的应用.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数学期望在实际生活中的应用.doc(28页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 邵阳学院毕业设计(论文) 毕业设计(论文) 课 题 名 称 数学期望在实际生活中的应用 学 生 姓 名 刘飞飞 学 号 1040802021 系、年级专业 理学系10级信息与计算科学 指 导 教 师 黄卫平 职 称 教授 2014 年 04 月 15 日摘 要数学期望是一门重要的数学学科,它是随机变量总体取值的平均水平,它是随机变量的重要数字特征之一,也是随机变量最基本的特征之一。在现代快速发展的社会中,数学期望作为概率论的一个重要分支在众多领域扮演越来越重要的角色,应用越来越广泛。通过几个例子,阐述数学期望在实际生活中的应用,包括经济决策、彩票抽奖、求职决策、医疗、体育比赛等方面的一些实例
2、,使我们能够使用科学的方法对其进行量化的评价,平衡了极大化期望和极小化风险的矛盾,达到我们期望的最佳效果,更清楚的认识到数学期望的广泛应用性及其重要性。通过探讨数学期望在实际生活中的应用,以起到让大家了解知识与人类实践紧密联系的丰富底蕴,切身体会到“数学的确有用”。所谓的求数学期望其实就是去求随机变量的以概率为权数的加权平均值,而平均值这一概念又是我们在实际应用中最常用的一个指标,在预测中使用是很具有科学性的。关键词:数学期望;随机变量;应用;预测;决策I 邵阳学院毕业设计(论文) Abstract Is an important mathematical ecpectation of mat
3、hematics, which is the overall average value of the random variable, which is one of the important characteristics of the digital random variables, is one of the basic characteristics of a random variable. In the rapid development of modern society, the mathematical expectation as an important branc
4、h of probability theory play an increasingly important role in many areas, more and more widely. Through several examples to explain the mathematical expectation in real life applications, including some examples of economic decision-making, lottery, job decisions, health care, sports and other aspe
5、cts, so that we can use the scientific method to quantify the evaluation of balance the expectation maximization and minimization of the risk of conflict, we expect to achieve the best results, a clearer understanding of the mathematical expectation of a wide range of applications and its importance
6、. By exploring the mathematical expectation in real life applications, in order to play to let everyone know the rich heritage of knowledge and human practice closely linked, personal experience to Math really useful. The so-called mathematical expectation is actually seeking to find a random variab
7、le with probability-weighted average of the number of rights. We mean this concept is most commonly used in the practical application of an indicator , it is used in predicting a scientific nature.Key words: Mathematical expectation; Rondom variables; Application; Prediction; Decision makingII目 录中文摘
8、要英文摘要前言11. 数学期望2 1.1数学期望的由来2 1.2数学期望的定义2 1.3随机变量的函数的数学期望2 1.4条件数学期望32. 数学期望在实际生活中的应用4 2.1决策问题4 2.1.1生产批量问题4 2.1.2货物出口问题5 2.1.3求职决策问题6 2.1.4投资风险问题7 2.1.5方案决策问题8 2.1.6活动选择问题10 2.2疾病普查问题12 2.3赌局问题13 2.4保险赔偿金问题14 2.5体育比赛问题15 2.6旅游收益问题17 2.7警方破案问题183. 参考文献20致谢21前 言概率论起源于意大利文艺复兴时期,在当时的意大利就已经建立了预防意外的商业保险组织
9、。为使商业保险机构获得最大利润,就必须研究个别意外事件发生的可能性,即研究事件发生的概率,或称机遇律(率),或然率,根据个别意外事件发生的概率去计算保险费与赔偿费的多少。不过当时的研究只求实用,尚未形成严格的数学理论。后来,在著名科学家Galileo, Pascal, Fermat, Laplace, Bernoulli, Helley等人的努力下,才基本建立起一个较为严格、完整的概率论体系。现在,概率论正以其独特作用为社会做出贡献,它在自然科学与社会科学的许多领域中得到广泛的应用;它在金融、保险、经济与企业管理、工农业生产、军事、医学、地质学、空间技术、气象与灾害预报以及许多新兴学科与边缘学
10、科都作出了非常重要的贡献,也日益深入到我们工作、学习、生活中。数学期望是概率论中的小部分知识,数学期望反映的是随机变量总体取值的平均水平,是随机变量的重要数字特征之一。随着经济的迅速发展,数学期望作为概率论的一个重要分支在众多领域内扮演着越来越重要的角色,取得越来越广泛的应用。生活中许多问题具有随机性,研究其概率分布并不容易,可研究其数学期望来进行解决,所以数学期望在实际生活中有着巨大的作用,正因为数学期望在实际生活中起着巨大作用,才引起了我的兴趣研究数学期望及其应用,以至于更深入的了解数学期望及其广泛应用性和重要性。本课题的目的就是通过实际生活中具体的例子,反映数学期望在实际生活中广泛的应用
11、,并提供了重要的理论依据,体现数学期望的广泛应用性及其重要性。1.数学期望1.1数学期望的由来 早在17世纪,有一个赌徒向法国著名数学家帕斯卡挑战,给他出了一道题目:甲乙两个人赌博,他们两人获胜的机率相等,无平局。比赛规则是先胜三局者为赢家,赢家可以获得100法郎的奖励。当比赛进行到第三局的时候,甲胜了两局,乙胜了一局,这时由于某些原因中止了比赛,那么如何分配这100法郎才比较公平?用概率论的知识,不难得知,甲获胜的概率为或者分析乙获胜的概率为.因此由此引出了甲的期望所得值为法郎,乙的期望所得值为25法郎。这个故事里出现了“期望”这个词,数学期望由此而来。12数学期望的定义定义1 设离散型随机
12、变量的分布率为: 若级数绝对收敛,则称级数的值为离散型随机变量的数学期望,记为,即.1定义2 设连续型随机变量的概率密度为,若积分绝对收敛,则称积分的值为随机变量的数学期望,记为,即.113随机变量的函数的数学期望 定理 设是随机变量的函数:(是连续函数)。 (1)是离散型随机变量,它的分布率为,若绝对收敛,则有; (2)是连续型随机变量,它的概率密度为,若绝对收敛,则有.114条件数学期望 定义1 设为二维离散型随机变量,其分布为:若级数绝对收敛,则称其和为在条件下的条件数学期望,记为,即.类似地,在条件下的条件数学期望可定义为:.2 定义2 设为二维连续型随机变量,在条件下的条件密度函数为
13、,若积分绝对收敛,则称其值为在条件下的条件数学期望,记为,即.类似地,在条件下的条件数学期望可定义为:.22数学期望在实际生活中的应用随机变量的分布函数或分布率、概率密度函数都能全面地反映随机变量的特征,但在实际问题中,有时并不需了解随机变量的全面情况,只需知道它的重要特征。421决策问题在经营管理决策中,有时按某项指标的大小比较各种备选方案的优劣.如果这些指标受到随机因素的影响,则可按各方案某项指标的数学期望的大小来做出最优决策。4因此,可利用随机变量的数字特征数学期望来求解一些经济决策问题。211生产批量问题某企业为了确定今后5年内生产某种服装的批量,以便及早做好生产前的各项准备工作。根据
14、以往的销售统计资料及市场调查预测,未来市场销路好、中、差三种状况的概率分别为0.3,0.5和0.2。若按大、中、小三种不同生产批量投资,今后5年不同销售状态下的益损值如下表:状态销路好销路中销路差概率0.30.50.2大批量益损值2014-2中批量益损值121712小批量益损值81010试作出定量分析,确定今后5年最佳生产批量。分析:虽然益损值的分布未知,但由于它的数学期望表示平均值,在三种状态的平均值是可求的,故可用它作为评判的标准。解:计算三个批量的益损值的数学期望: 由上述数据可见,中批量生产的益损均值最大,即中批量生产获益最大。故应选择中批量生产较为合适。数学期望在物流管理方面有着许多
15、应用,采购管理、库存管理、生产物流管理等都要计算出获利的数学期望值从而做出决策,上面举出了通过离散型随机变量的数学期望计算损益值数学期望决定生产批量一例,比较三个批量哪个批量使得利益最大,即为最佳批量。212货物出口问题国家出口某种商品,假设国外对该商品的年需求量是随机变量,且知单位:。若售出则得外汇3万元;若售不出,则花保养费1万元,问每年应准备多少商品,才能使用国家收益的期望值最大?最大期望值为多少?分析:由于该商品的年需求量是随机变量,且,收益也是随机变量,它是的函数,称为随机变量的函数。本问题涉及的最佳收益只能是收益的数学期望即平均收益的最大值,此题可通过随机变量函数的数学期望进行求解
16、。解:设每年准备商品,显然有,收益是的函数为即又因为随机变量的概率密度为所以 期望值最大时,有求得 即当时,国家收益的期望值最大。最大期望值为所以国家收益的最大期望值为8250万元。 随着经济不断发展,货物的进出口在国家经济中占有举足轻重的作用,无论进口还是出口货物,都是优先考虑国家收益数学期望值来决定进货量和备货量,货物出口问题是通过随机变量的函数的数学期望求解国家收益的最大值,即通过年需求量X的收益函数Y数学期望值决定备货量。213求职决策问题有三家公司为大学生甲提供应聘机会,按面试的时间顺序,这三家公司分别记为A,B,C。每家公司都可提供极好、好和一般三种职位。每家公司根据面试情况决定给
17、求职者何种职位或拒绝提供职位。按规定,双方在面试后要立即作出决定提供、接受或拒绝某种职位,且不许毁约。咨询专家在为甲的学业成绩和综合素质进行评估后,认为甲获得极好、好和一般的可能机率依次为0.2,0.3和0.4,还有0.1的机率为没有获得职位,即没有工资。三家公司的工资承诺表如下:公司极好好一般A350030002200B390029502500C400030002500如果甲把工资作为首选条件,那么甲在各公司面试时,对该公司提供的各种职位应作何种选择?分析:由于面试从A公司开始,甲在选择A公司三种职位时必须考虑后面B,C公司提供的工资待遇,同样在B公司面试时,也必须考虑C公司的待遇。因此我们
18、先从C公司开始讨论。解:C公司的工资期望值为再考虑B公司,由于B公司一般职位工资只有2500,低于C公司的 平均工资,因此甲在面对B公司时,只接受极好和好两种职位,否则去C公司。如此决策时甲工资的期望值为最后考虑A公司,A公司只有极好职位工资超过3015,因此甲只接受A公司的极好职位。否则去B公司。甲的整体决策应该如此:先去A公司应聘,若A公司提供极好职位就接受之。否则去B公司,若B公司提供极好或好的职位就接受之,否则去C公司应聘任一种职位。在这一决策下,甲工资的期望值为 大学生毕业后即将而至的就是求职,面对社会上各企业可提供的工作,我们都会根据自己的实际能力来决定自己能够从事的工作,求职决策
19、问题就是根据三家公司所提供的职务、待遇及面试时间顺序和自己工作能力来判断决策,比较三个公司提供的什么职位使得自己既能得到最多的工资待遇,也能在面试时及时做出决定。214投资风险问题以买股票为例,这样投资可以迅速地实现资金的增值,但是风险比较大,这就需要进行正确的决策,看哪一种投资方式期望获得的收益最大。某投资者有10万元,现有两种投资方案:一是购买股票,二是存入银行获取利息。买股票的收益主要取决于经济形势,假设可分三种状态:形势好、形势中等、形势不好(即经济衰退)。若形势好可获利40000元;若形势中等可获利10000元;若形势不好要损失20000元。如果是存入银行,假设年利率为8%,即可得利
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数学 期望 实际 生活 中的 应用
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【天****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【天****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。