Для решения задачи используем определение математического ожидания и его свойства. Пусть ( p_1, p_2, p_3 ) — вероятности значений ( x_1 = 1 ), ( x_2 = 2 ), ( x_3 = 3 ) соответственно. Тогда:
Сумма всех вероятностей равна 1:
[ p_1 + p_2 + p_3 = 1 ]
Математическое ожидание ( M(X) ):
[ M(X) = 1 \cdot p_1 + 2 \cdot p_2 + 3 \cdot p_3 = 2.3 ]
Математическое ожидание ( M(X^2) ) (квадрата случайной величины):
[ M(X^2) = 1^2 \cdot p_1 + 2^2 \cdot p_2 + 3^2 \cdot p_3 = 5.9 ]
[ M(X^2) = 1 \cdot p_1 + 4 \cdot p_2 + 9 \cdot p_3 = 5.9 ]
Теперь у нас есть система уравнений:
[
\begin{align}
p_1 + p_2 + p_3 &= 1 \
p_1 + 2p_2 + 3p_3 &= 2.3 \
p_1 + 4p_2 + 9p_3 &= 5.9
\end{align}
]
Из первого уравнения выразим ( p_1 ):
[ p_1 = 1 - p_2 - p_3 ]
Подставим это в оставшиеся два уравнения:
[ (1 - p_2 - p_3) + 2p_2 + 3p_3 = 2.3 ]
[ (1 - p_2 - p_3) + 4p_2 + 9p_3 = 5.9 ]
Упрощаем эти уравнения:
[ 1 + p_2 + 2p_3 = 2.3 ]
[ 1 + 3p_2 + 8p_3 = 5.9 ]
Переносим все на одну сторону:
[ p_2 + 2p_3 = 1.3 ]
[ 3p_2 + 8p_3 = 4.9 ]
Решаем систему уравнений:
Умножим первое уравнение на 3:
[ 3p_2 + 6p_3 = 3.9 ]
Вычтем из второго уравнения полученное:
[ (3p_2 + 8p_3) - (3p_2 + 6p_3) = 4.9 - 3.9 ]
[ 2p_3 = 1 ]
[ p_3 = 0.5 ]
Подставляем ( p_3 ) в уравнение ( p_2 + 2(0.5) = 1.3 ):
[ p_2 + 1 = 1.3 ]
[ p_2 = 0.3 ]
Подставляем ( p_2 ) и ( p_3 ) в выражение для ( p_1 ):
[ p_1 = 1 - 0.3 - 0.5 ]
[ p_1 = 0.2 ]
Таким образом, вероятности равны:
[ p_1 = 0.2, \, p_2 = 0.3, \, p_3 = 0.5 ]