Předchozí kapitola Předchozí podkapitola Obsah kapitoly Příklady Průvodce Následující podkapitola Následující kapitola


5.2 Základní pojmy z teorie pravděpodobnosti

Představme si, že provádíme velkou sérii N náhodných pokusů. V této sérii nastane i- náhodný jev například Ni-krát. Pravděpodobností i-tého náhodného jevu nazveme výraz

eqs/eq_337.gif (5.1)

V řadě případů lze z charakteru prováděného pokusu předem určit tzv. apriorní pravděpodobnost.

Například pravděpodobnost , že určitá molekula se nachází v prostoru o objemu z celkového objemu V, je .

U fyzikálních pokusů nemusí výsledky nabývat vždy jen diskrétních hodnot. Rychlost molekuly může z hlediska klasické nerelativistické mechaniky nabývat libovolných hodnot. Pak ovšem pravděpodobnost, že rychlost v má přesně hodnotu v0 je rovna vždy nule. Nenulová může však být pravděpodobnost , že rychlost je z intervalu . Pravděpodobnost výskytu rychlosti z tohoto intervalu pak ovšem závisí nejen na velikosti rychlosti v, ale i na zvolené šířce intervalu . Je proto vhodné zavést hustotu pravděpodobnosti vztahem

eqs/eq_238.gif (5.3)
eqs/eq_83.gif (5.4)

Zintegrujeme-li předchozí výraz přes všechny možné hodnoty veličiny v, musí být

eqs/eq_157.gif (5.5a)

neboť pravděpodobnost, že pokus skončí libovolným možným výsledkem je rovna jedné. Nabývají-li výsledky pokusu jen k diskrétních hodnot, je předchozímu vztahu ekvivalentní výraz

eqs/eq_291.gif (5.5b)

Vztahy (5.5a, b) představují normovati podmínku pro hustotu pravděpodobnosti a pravděpodobnost.

Definujme si nyní nezávislost dvou náhodných pokusů. Pokusy jsou nezávislé, pokud pravděpodobnost současného výskytu i-tého výsledku prvého pokusu a j-tého výsledku druhého pokusu je rovna

eqs/eq_330.gif (5.6)

V běžném smyslu chápeme nezávislost jako neexistenci souvislosti mezi prováděnými pokusy, nebo je tato souvislost alespoň zanedbatelná.

Rovnici (5.6) vyjadřující pravidlo o násobení pravděpodobnosti, je možno zobecnit na N nezávislých pokusů. Pak musí být kombinace prvých dvou pokusů nezávislá na třetím pokuse atd., až kombinace prvých N - 1 pokusů je nezávislá na N-tém pokuse.

Znalost pravděpodobností jednotlivých výsledků dává sice úplný, avšak komplikovaný obraz o náhodné veličině. Je proto účelné zavést několik málo číselných charakteristik. Nejběžnější charakteristikou náhodné veličiny x je její střední hodnota :

eqs/eq_22.gif (5.7a)
eqs/eq_21.gif (5.7b)

Obdobně můžeme zavést i střední hodnotu libovolné funkční závislosti f(x) náhodné veličiny x, definované v intervalu (a, b). Bude platit

eqs/eq_8.gif (5.7c)

Druhou důležitou charakteristikou náhodné veličiny je rozptyl .

eqs/eq_285.gif (5.8)

Rozptyl charakterizuje odchylky výsledků náhodných pokusů od střední hodnoty .


Předchozí kapitola Předchozí podkapitola Obsah kapitoly Příklady Průvodce Následující podkapitola Následující kapitola