Для решения задачи найдем закон распределения случайной величины ( X ), обозначающей число произведенных выстрелов до первого попадания в мишень, но не более четырех выстрелов.
Вероятности
Вероятность, что попадание произойдет на первом выстреле:
[ P(X = 1) = 0.8 ]
Вероятность, что попадание произойдет на втором выстреле:
Для этого необходимо, чтобы первый выстрел был промахом, а второй — попаданием.
[ P(X = 2) = (1 - 0.8) \times 0.8 = 0.2 \times 0.8 = 0.16 ]
Вероятность, что попадание произойдет на третьем выстреле:
Для этого необходимо, чтобы первые два выстрела были промахами, а третий — попаданием.
[ P(X = 3) = (1 - 0.8) \times (1 - 0.8) \times 0.8 = 0.2 \times 0.2 \times 0.8 = 0.032 ]
Вероятность, что попадания не будет в первые три выстрела, а произойдет на четвертом:
Для этого необходимо, чтобы первые три выстрела были промахами, а четвертый — попаданием.
[ P(X = 4) = (1 - 0.8) \times (1 - 0.8) \times (1 - 0.8) \times 0.8 = 0.2 \times 0.2 \times 0.2 \times 0.8 = 0.0064 ]
Вероятность, что попадания не будет ни в одном из четырех выстрелов:
[ P(X = 5) = (1 - 0.8) \times (1 - 0.8) \times (1 - 0.8) \times (1 - 0.8) = 0.2 \times 0.2 \times 0.2 \times 0.2 = 0.0016 ]
Закон распределения
С учетом всех вероятностей, закон распределения случайной величины ( X ) можно записать следующим образом:
[
\begin{array}{c|c}
X & P(X) \
\hline
1 & 0.8 \
2 & 0.16 \
3 & 0.032 \
4 & 0.0064 \
5 & 0.0016 \
\end{array}
]
Здесь ( X = 5 ) означает, что было произведено 4 выстрела, и ни один из них не попал в мишень.
Проверка нормировки
Для проверки, что все вероятности суммируются до 1, сложим их:
[
P(X = 1) + P(X = 2) + P(X = 3) + P(X = 4) + P(X = 5) = 0.8 + 0.16 + 0.032 + 0.0064 + 0.0016 = 1
]
Итог
Таким образом, мы получили закон распределения числа произведенных выстрелов ( X ):
[
\begin{array}{c|c}
X & P(X) \
\hline
1 & 0.8 \
2 & 0.16 \
3 & 0.032 \
4 & 0.0064 \
5 & 0.0016 \
\end{array}
]
Этот закон распределения показывает вероятности того, сколько выстрелов потребуется для первого попадания в мишень или что попадание не произойдет вовсе в пределах четырех выстрелов.