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[Risolto] Relatà e modelli, densità di probabilità

  

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Tempo di vita di una pila. Il tempo di vita $X$, espresso in ore, di un dato tipo di pile è una variabile aleatoria di densità:

$$
f(x)=\left\{\begin{array}{ll}
\frac{150}{x^2} & x \geq 150 \\
0 & x<150
\end{array}\right.
$$

a. Calcola la probabilità che una pila di quel tipo debba essere sostituita entro le 200 ore di attività.
b. Una torcia elettrica, per funzionare, ha bisogno di due pile. Supponendo che il tempo di vita di ciascuna delle due pile abbia densità $f(x)$ e che le pile funzionino indipendentemente una dall'altra, qual è la probabilità di dover sostituire almeno una pila entro le 200 ore di attività?

$$
\left[\text { a. } \frac{1}{4} ; \text { b. } \frac{7}{16}\right]
$$

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Spiegare gentilmente i ragionamenti, i passaggi e argomentare.

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image

La funzione rappresentata è la funzione densità di probabilità f(x) del tempo di vita di una pila essendo f(x) data dalla funzione definita a tratti:

f(x)=

{150/x^2   per x ≥ 150 ore

{0   per x< 150 ore

Verifica di f(x):

∫(150/x^2) dx = 1

per x ≥ 150 ore

Quindi:

∫(150/x^2) dx = - 150/x

per x che va da x=150 ad x → +∞

per x → +∞

LIM(- 150/x) = 0

x---> +∞

- 150/150 = -1

0 - (-1) = 1 OK!!

La probabilità che una pila debba essere sostituita entro le 200 ore di attività è data dall'integrale:

∫(150/x^2) dx = - 150/x

per x che va da x=150 ad x=200 (ore)

- 150/200 = - 3/4

- 150/150 = - 1

- 3/4 - (-1) = 1/4

La probabilità che una pila sopravviva più di 200 ore è quindi:

1 - 1/4 = 3/4 (evento contrario)

La probabilità che due pile sopravvivano oltre le 200 ore è:

(3/4)^2 = 9/16

L'evento contrario a questo rappresenta l'evento che almeno una pila duri meno di 200 ore:

1 - 9/16 = 7/16

 



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a) Pr [ X <= 200 ] = S_[150,200] 150/x^2 dx =

= 150 [-1/x]_[150,200] = 150 [1/x]_[200,150] =

= 150 (1/150 - 1/200) = 1 - 3/4 = 1/4;

b) Pr [ almeno una finisce entro 200 ore ] =

= 1 - Pr [ entrambe durano almeno 200 ore ] =

= 1 - (1 - 1/4)^2 = 1 - (3/4)^2 = 1 - 9/16 = 7/16



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Calcolo probabilità vita pile elettriche



Risposta
SOS Matematica

4.6
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