8.1. ბერნულის შემთხვევითი ცვლადი და მისი ალბათური განაწილება

წარმოვიდგინოთ შემთხვევითი ექსპერიმენტი, რომელსაც გააჩნია ორი ურთიერთგამომრიცხავი და ერთობლივად ამომწურავი შედეგი. შედეგებს პირობითად ვუწოდოთ „წარმატება“ და „მარცხი“ (მაგალითად, მონეტის აგდებისას საფასურის მოსვლა შეგვიძლია წარმოვიდგინოთ როგორც “წარმატება”). აღვნიშნოთ \( p \)-თი ალბათობა იმისა, რომ შედეგი იქნება „წარმატება“ და მაშინ ცხადია, რომ „მარცხის“ ალბათობა იქნება \( (1-p) \). განვსაზღვროთ ასევე შემთხვევითი ცვლადი \( X \), რომელიც მიიღებს $ 1 $-ის ტოლ მნიშვნელობას, თუ ექსპერიმენტის შედეგი იქნება „წარმატება“ და იქნება $ 0 $-ის ტოლი წინააღმდეგ შემთხვევაში. მაშინ ამ ცვლადის ალბათურ განაწილებას ექნება შემდეგი სახე: $$ P(X=1)=p, \quad P(X=0)=1-p $$ ხოლო მისი ალბათობის ფუნქცია კი ჩაიწერება ასე: $$ f(1)=p, \quad f(0)=1-p $$ შემთხვევითი ცვლადის ალბათობათა ასეთი ტიპის განაწილებას ბერნულის განაწილება ეწოდება. მისი საშუალო (მათემატიკური ლოდინი) და დისპერსია უდრის: $$ E(X) \equiv \mu=\sum_{x}{xf(x)}=0*(1-p)+1*p=p $$ $$ Var(X) \equiv \sigma^2(X)=\sum_{x}{(x-\mu)^2f(x)}=(0-p)^2*(1-p)+(1-p)^2*p=p(1-p) $$ მაგალითი. უძრავი ქონების აგენტმა იცის, რომ გარიგების დადების („წარმატების“) ალბათობა $ 0.4 $-ის ტოლია, ხოლო გარიგების ჩაშლის კი, შესაბამისად, $ 0.6 $. აღვნიშნოთ \( X \)-ით შემთხვევითი ცვლადი, რომელიც მიიღებს $ 1 $-ის ტოლ მნიშვნელობას წარმატებისას და $ 0 $-ს – მარცხისას. როგორ ჩაიწერება მისი ალბათობის ფუნქცია? რას უდრის მისი საშუალო და დისპერსია?

ამოხსნა. ბერნულის ალბათური განაწილების ფუნქცია (ალბათობის ფუნქცია): $$ f(1)=0.4, \quad f(0)=0.6 $$ ბერნულის განაწილების საშუალო (მათემატიკური ლოდინი): $$ E(X)=p=0.4 $$ დისპერსია: $$ \sigma^2(X)=p(1-p)=0.4*(1-0.4)=0.24 $$

ბერნულის შემთხვევით ექსპერიმენტს ხშირად “ბერნულის ცდასაც” უწოდებენ. ბერნულის ცდის სხვა მაგალითებია:

  • კამათლის გაგორება, სადაც ან ლუწი ციფრი ამოვა, ან კენტი
  • შემთხვევითი რესპოდენტისთვის ისეთი კითხვის დასმა, რომელსაც მხოლოდ “კი” ან “არა” პასუხი მოჰყვება
  • საფონდო ბირჟაზე აქციის ფასის ცვლილება სავაჭრო დღის განმავლობაში (ანუ ზრდა ან კლება)