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प्रायिकता वितरण: 10 नंबर पक्के करने की वन-शॉट मैराथन

प्रायिकता वितरण (Probability Distribution)

मूल अवधारणा

  • यादृच्छिक चर (Random Variable): एक वास्तविक संख्या जिसका मान प्रतिदर्श समष्टि के परिणामों पर निर्भर करता है। इसे कैपिटल अक्षर X से दर्शाया जाता है।
  • प्रायिकता वितरण: यह एक सारणी है जो यादृच्छिक चर के विभिन्न मानों और उनकी संगत प्रायिकताओं को दर्शाती है।
    • उदाहरण: एक सिक्के को दो बार उछालने पर X = शीर्षों की संख्या मानें।
      • X = 0 की प्रायिकता = 1/4
      • X = 1 की प्रायिकता = 2/4
      • X = 2 की प्रायिकता = 1/4
  • महत्वपूर्ण शर्त: सभी प्रायिकताओं का योग हमेशा 1 होता है।

    Σ P(x) = 1

महत्वपूर्ण सूत्र (Key Formulas)

अपेक्षित मान (Expectation / माध्य Mean)

यादृच्छिक चर X के माध्य या अपेक्षित मान को E(X) से दर्शाते हैं।

E(X) = Σ [x · P(x)]

प्रसरण (Variance)

प्रसरण को Var(X) से दर्शाते हैं। यह आंकड़ों के फैलाव को मापता है।

Var(X) = E(X²) - [E(X)]²

जहाँ,

E(X²) = Σ [x² · P(x)]

मानक विचलन (Standard Deviation)

मानक विचलन, प्रसरण का वर्गमूल होता है।

मानक विचलन = √Var(X)
(ध्यान दें: मानक विचलन हमेशा धनात्मक होता है, यह ±2 नहीं होता)

महत्वपूर्ण बिंदु (Key Points)

  • कोई भी प्रायिकता कभी ऋणात्मक नहीं हो सकती।
  • प्रायिकता का मान हमेशा 0 और 1 के बीच में रहता है (0 ≤ P(x) ≤ 1).
  • माध्य (Mean) धनात्मक या ऋणात्मक दोनों हो सकता है। ऐसा केवल प्रायिकता वितरण में होता है। द्विपद, पॉइज़न और सामान्य वितरण में माध्य ऋणात्मक नहीं हो सकता।

अभ्यास प्रश्न (Practice Questions)

प्रश्न 1 (2025, CBSE): एक यादृच्छिक चर X का प्रायिकता वितरण निम्न प्रकार से दिया गया है।

| X | 0 | 1 | 2 | |---|---|---|---| | P(X) | K | 2K | 2K |

K का मान ज्ञात कीजिए।

हल: Σ P(x) = 1 ⇒ K + 2K + 2K = 1 ⇒ 5K = 1 ⇒ K = 1/5

प्रश्न 2 (2024, Compartment): एक यादृच्छिक चर X के मान -1, 0 और 1 हैं। इसका माध्य 0.6 है और P(X=0) = 0.2 है। P(X=1) ज्ञात कीजिए।

हल:

  • माना P(X = -1) = x और P(X = 1) = y
  • Σ P(x) = 1 ⇒ x + 0.2 + y = 1 ⇒ x + y = 0.8 ...(i)
  • माध्य E(X) = Σ [x · P(x)] = (-1)·x + 0·(0.2) + 1·y = -x + y = 0.6 ...(ii)
  • समीकरण (i) और (ii) को जोड़ने पर: 2y = 1.4 ⇒ y = 0.7

प्रश्न 3 (विषयगत): एक पासे को दो बार उछाला गया। सफलता को 4 से बड़ी संख्या आने के रूप में परिभाषित किया गया है। सफलताओं की संख्या का प्रायिकता वितरण ज्ञात कीजिए।

हल:

  • सफलता की प्रायिकता (p) = P(संख्या > 4) = 2/6 = 1/3
  • असफलता की प्रायिकता (q) = 1 - p = 2/3
  • यह एक द्विपद प्रयोग है। इस प्रकार के प्रयोगों के बारे में विस्तार से जानने के लिए ईएमआई यूनिट 4: करंट और पोटेंशियल ट्रांसफॉर्मर का संपूर्ण परिचय पढ़ें, हालांकि यह एक अलग विषय है, यह प्रायिकता वितरण में सहायक अवधारणाओं को सुदृढ़ करता है।
  • X = 0, 1, 2
  • P(X=0) = ²C₀ · (1/3)⁰ · (2/3)² = 1 · 1 · 4/9 = 4/9
  • P(X=1) = ²C₁ · (1/3)¹ · (2/3)¹ = 2 · 1/3 · 2/3 = 4/9
  • P(X=2) = ²C₂ · (1/3)² · (2/3)⁰ = 1 · 1/9 · 1 = 1/9

| X | 0 | 1 | 2 | |---|---|---|---| | P(X) | 4/9 | 4/9 | 1/9 |

(ध्यान दें: कुल प्रायिकता 4/9 + 4/9 + 1/9 = 1 है)

प्रश्न 4 (2025, CBSE - केस स्टडी): एक छात्र का न्यूनतम तीन सप्ताह पहले आवेदन करने पर कॉलेज में प्रवेश मिलने की प्रायिकता ज्ञात कीजिए। (यह प्रश्न पूर्ण हल के लिए पाठ्यक्रम में दिए गए प्रायिकता वितरण फलन का उपयोग करके घर पर करें।)

हल (दिशानिर्देश):

  • सर्वप्रथम दिए गए फलन का उपयोग करके सभी प्रायिकताएं ज्ञात करें।
  • प्रश्न में पूछे गए 'एट लीस्ट थ्री वीक्स' का अर्थ है X ≥ 3. इसलिए, P(X = 3) + P(X = 4) ज्ञात करें.

प्रश्न 5 (नमूना प्रश्न पत्र): एक खिलाड़ी एक पासा फेंकता है। यदि विषम संख्या आती है, तो वह पासे पर आने वाली संख्या के बराबर रुपये जीतता है। यदि सम संख्या आती है, तो वह पासे पर आने वाली संख्या का आधा रुपये हार जाता है। उसके जीतने की अपेक्षित राशि ज्ञात कीजिए।

हल:

  • माना Y = जीतने/हारने की राशि है।
  • Y का प्रायिकता वितरण:

| पासा संख्या | राशि (Y) | प्रायिकता P(Y) | |:------------:|:---------:|:---------------:| | 1 | +1 | 1/6 | | 2 | -1 | 1/6 | | 3 | +3 | 1/6 | | 4 | -2 | 1/6 | | 5 | +5 | 1/6 | | 6 | -3 | 1/6 |

  • अपेक्षित राशि E(Y) = Σ [y · P(y)]
  • E(Y) = (1)·(1/6) + (-1)·(1/6) + (3)·(1/6) + (-2)·(1/6) + (5)·(1/6) + (-3)·(1/6)
  • E(Y) = (1 - 1 + 3 - 2 + 5 - 3) / 6 = (9 - 6) / 6 = 3/6 = 1/2

गृहकार्य (Homework)

निम्नलिखित प्रश्नों को हल कीजिए:

  1. प्रश्न 6: एक प्रायिकता वितरण सारणी दी गई है जिसमें X का मान 1, 2, 3, 4 और संगत प्रायिकताएँ a, 2a, 3a, b हैं। यदि माध्य 2.8 है, तो a और b के मान ज्ञात कीजिए।
  2. प्रश्न 7: प्रथम छह धनात्मक पूर्णांकों में से बिना प्रतिस्थापन के दो संख्याएँ यादृच्छया चुनी जाती हैं। माना X प्राप्त संख्याओं में से छोटी संख्या को दर्शाता है। X का माध्य ज्ञात कीजिए।

अगले सत्र में द्विपद वितरण (Binomial Distribution) की पूरी तैयारी की जाएगी।


इस विषय से जुड़ी अधिक प्रैक्टिस के लिए, आप UPESSC ICT मैराथन: TGT/PGT/असिस्टेंट प्रोफेसर के लिए कंप्यूटर टॉप MCQs भी देख सकते हैं, जहां आंकड़ों और प्रायिकता पर आधारित प्रश्न शामिल हो सकते हैं।

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