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概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)習(xí)題三答案1.將一硬幣拋擲三次,以X表示在三次中出現(xiàn)正面的次數(shù),以Y表示三次中出現(xiàn)正面次數(shù)與出現(xiàn)反面次數(shù)之差的絕對(duì)值.試寫出X和Y的聯(lián)合分布律.【解】的可能取值為:0,1,2,3;的可能取值為:0,1.和的聯(lián)合分布律如下表:XXY01231003002.盒子里裝有3只黑球、2只紅球、2只白球,在其中任取4只球,以X表示取到黑球的只數(shù),以Y表示取到紅球的只數(shù).求X和Y的聯(lián)合分布律.【解】的可能取值為:0,1,2,3;的可能取值為:0,1,2.X和Y的聯(lián)合分布律如下表:XXY012300010203.設(shè)二維隨機(jī)變量的聯(lián)合分布函數(shù)為求二維隨機(jī)變量在長(zhǎng)方形域內(nèi)的概率.【解】如圖題3圖說(shuō)明:也可先求出密度函數(shù),再求概率。4.設(shè)隨機(jī)變量的分布密度求:(1)常數(shù);(2)隨機(jī)變量的分布函數(shù);(3)P{0≤X<1,0≤Y<2}.【解】(1)由得=12(2)由定義,有(3)5.設(shè)隨機(jī)變量的概率密度為(1)確定常數(shù);(2)求P{X<1,Y<3};(3)求P{X<1.5};(4)求P{X+Y≤4}.【解】(1)由性質(zhì)有故(2)(3)(4)題5圖6.設(shè)和是兩個(gè)相互獨(dú)立的隨機(jī)變量,在(0,0.2)上服從均勻分布,的密度函數(shù)為求:(1)與的聯(lián)合分布密度;(2).題6圖【解】(1)因在(0,0.2)上服從均勻分布,所以的概率密度函數(shù)為而所以(2)7.設(shè)二維隨機(jī)變量的聯(lián)合分布函數(shù)為求(X,Y)的聯(lián)合分布密度.【解】8.設(shè)二維隨機(jī)變量的概率密度為求邊緣概率密度.【解】的邊緣概率密度為的邊緣概率密度為題8圖題9圖9.設(shè)二維隨機(jī)變量的概率密度為求邊緣概率密度.【解】的邊緣概率密度為的邊緣概率密度為題10圖10.設(shè)二維隨機(jī)變量的概率密度為(1)試確定常數(shù);(2)求邊緣概率密度.【解】(1)得.(2)11.設(shè)隨機(jī)變量的概率密度為求條件概率密度,.題11圖【解】所以12.袋中有五個(gè)號(hào)碼1,2,3,4,5,從中任取三個(gè),記這三個(gè)號(hào)碼中最小的號(hào)碼為,最大的號(hào)碼為.(1)求與的聯(lián)合概率分布;(2)與是否相互獨(dú)立?【解】(1)的可能取值為:1,2,3;的可能取值為3,4,5.與的聯(lián)合分布律及邊緣分布律如下表:YYX345120300(2)因故與不獨(dú)立13.設(shè)二維隨機(jī)變量的聯(lián)合分布律為XXY2580.40.80.150.300.350.050.120.03(1)求關(guān)于X和關(guān)于Y的邊緣分布;(2)X與Y是否相互獨(dú)立?【解】(1)X和Y的邊緣分布如下表XXY258P{Y=yi}0.40.150.300.350.80.80.050.120.030.20.20.420.38(2)因故與不獨(dú)立.14.設(shè)與是兩個(gè)相互獨(dú)立的隨機(jī)變量,在(0,1)上服從均勻分布,的概率密度為(1)求X和Y的聯(lián)合概率密度;(2)設(shè)含有a的二次方程為a2+2Xa+Y=0,試求a有實(shí)根的概率.【解】(1)因故題14圖(2)方程有實(shí)根的條件是即,從而方程有實(shí)根的概率為:15.設(shè)和分別表示兩個(gè)不同電子器件的壽命(以小時(shí)計(jì)),并設(shè)和相互獨(dú)立,且服從同一分布,其概率密度為f(x)=求的概率密度.【解】因?yàn)楹拖嗷オ?dú)立,所以與的聯(lián)合概率密度為如圖,Z的分布函數(shù)(1)當(dāng)z≤0時(shí),(2)當(dāng)0<z<1時(shí),(這時(shí)當(dāng)x=1000時(shí),y=)(如圖a)題15圖(3)當(dāng)z≥1時(shí),(這時(shí)當(dāng)y=103時(shí),x=103z)(如圖b)即故16.設(shè)某種型號(hào)的電子管的壽命(以小時(shí)計(jì))近似地服從N(160,202)分布.隨機(jī)地選取4只,求其中沒(méi)有一只壽命小于180的概率.【解】設(shè)取到的四只電子元件壽命為(i=1,2,3,4),則,從而17.設(shè)X,Y是相互獨(dú)立的隨機(jī)變量,其分布律分別為證明隨機(jī)變量Z=X+Y的分布律為,i=0,1,2,….【證明】因X和Y所有可能值都是非負(fù)整數(shù),所以于是18.設(shè)X,Y是相互獨(dú)立的隨機(jī)變量,它們都服從參數(shù)為n,p的二項(xiàng)分布.證明Z=X+Y服從參數(shù)為2n,p的二項(xiàng)分布.【證明】方法一:X+Y可能取值為0,1,2,…,2n.方法二:參見(jiàn)第四章。19.設(shè)隨機(jī)變量(X,Y)的分布律為XXY012345012300.010.030.050.070.090.010.020.040.050.060.080.010.030.050.050.050.060.010.020.040.060.060.05(1)求P{X=2|Y=2},P{Y=3|X=0};(2)求V=max(X,Y)的分布律;(3)求U=min(X,Y)的分布律;(4)求W=X+Y的分布律.【解】(1)(2)所以V的分布律為V=max(X,Y)012345P00.040.160.280.240.28(3)于是U=min(X,Y)0123P0.280.300.250.17(4)類似上述過(guò)程,有W=X+Y012345678P00.020.060.130.190.240.190.120.0520.雷達(dá)的圓形屏幕半徑為R,設(shè)目標(biāo)出現(xiàn)點(diǎn)(X,Y)在屏幕上服從均勻分布.(1)求P{Y>0|Y>X};(2)設(shè)M=max{X,Y},求P{M>0}.題20圖【解】因(X,Y)的聯(lián)合概率密度為(1)(2)21.設(shè)平面區(qū)域D由曲線y=1/x及直線y=0,x=1,x=e2所圍成,二維隨機(jī)變量(X,Y)在區(qū)域D上服從均勻分布,求(X,Y)關(guān)于X的邊緣概率密度在x=2處的值為多少?題21圖【解】區(qū)域D的面積為(X,Y)的聯(lián)合密度函數(shù)為(X,Y)關(guān)于X的邊緣密度函數(shù)為所以22.設(shè)隨機(jī)變量X和Y相互獨(dú)立,下表列出了二維隨機(jī)變量(X,Y)聯(lián)合分布律及關(guān)于X和Y的邊緣分布律中的部分?jǐn)?shù)值.試將其余數(shù)值填入表中的空白處.XYXYy1y2y3P{X=xi}=pix1x21/81/8P{Y=yj}=pj1/61【解】因,故從而而X與Y獨(dú)立,故,從而即:又即從而同理又,故.同理從而故YYX123.設(shè)某班車起點(diǎn)站上客人數(shù)X服從參數(shù)為λ(λ>0)的泊松分布,每位乘客在中途下車的概率為p(0<p<1),且中途下車與否相互獨(dú)立,以Y表示在中途下車的人數(shù),求:(1)在發(fā)車時(shí)有n個(gè)乘客的條件下,中途有m人下車的概率;(2)二維隨機(jī)變量(X,Y)的概率分布.【解】(1)的可能取值為:0,1,2,3,....,n,且(2)24.設(shè)隨機(jī)變量X和Y獨(dú)立,其中X的概率分布為X~,而Y的概率密度為f(y),求隨機(jī)變量U=X+Y的概率密度g(u).【解】設(shè)F(y)是Y的分布函數(shù),則由全概率公式,知U=X+Y的分布函數(shù)為由于X和Y獨(dú)立,可見(jiàn)由此,得U的概率密度為25.設(shè)隨機(jī)變量X與Y相互獨(dú)立,且均服從區(qū)間[0,3]上的均勻分布,求P{max{X,Y}≤1}.解:因?yàn)殡S即變量服從[0,3]上的均勻分布,于是有因?yàn)閄,Y相互獨(dú)立,所以于是.26.設(shè)二維隨機(jī)變量(X,Y)的概率密度為(=1\*ROMANI)求;(=2\*ROMANII)求Z=X+Y的概率密度.【詳解】(=1\*ROMANI).(=2\*ROMANII)解法一:先求Z的分布函數(shù):當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),.故Z=X+Y的概率密度為=解法二:,當(dāng)或時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;故Z=X+Y的概率密度為27.設(shè)隨機(jī)變量與相互獨(dú)立,的概率分布為,的概率密度為記.(1)求;(2)求的概率密度.解(1)注意到與相互獨(dú)立,于是(2)先求的分布函數(shù)。由于,,構(gòu)成樣本空間的一個(gè)劃分,且,因此根據(jù)全概率公式得的分布函數(shù)分布函數(shù)求導(dǎo)數(shù),可得的概率密度28.袋中有1個(gè)紅球、2個(gè)黑球、3個(gè)白球,現(xiàn)有放回地取球兩次,每次取一個(gè)球,以分別表示兩次取球得到的紅球、黑球與白球的個(gè)數(shù)。(1)求;(2)求二維隨機(jī)變量的概率分布。解(1)由條件概率得也可以有或用縮減樣本空間法:,表示兩次取球都沒(méi)有取到白球,即只在紅球、黑球中做選擇,因此,樣本空間中樣本點(diǎn)總數(shù)為3*3=9,(2)與的可能取值均為:0,1,2.且,同理可以求得聯(lián)合分布律中的其它概率值。的聯(lián)合分布律如下表:01201229.設(shè)二維隨機(jī)變量的概率密度為求常數(shù)及條件概率密度。解由概率密度函數(shù)的規(guī)范性有得常數(shù),即的邊緣概率密度為所求條件概率密度為(提示:本題充分利用概率積分來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算)30.設(shè)隨機(jī)變量與的概率分布分別如下表所示。01-101且.(1)求二維隨機(jī)變量的概率分布;(2)求的概率分布。解由得,即進(jìn)而再根據(jù)聯(lián)合概率分布與邊緣概率分布的關(guān)系,可得的概率分布如下表:-101000101(2)的可能取值為:-1,0,1。由得概率分布可得的概率分布-10131.設(shè)隨機(jī)變量的概率密度為,令隨機(jī)變量(1)求的分布函數(shù);(2)求概率.解(1)的分布函數(shù)當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),故的分布函數(shù)為(2)第4章隨機(jī)變量的數(shù)字特征一、選擇題1.設(shè)兩個(gè)相互獨(dú)立的隨機(jī)變量X和Y的方差分別為4和2,則隨機(jī)變量3X-2Y的方差是(A)8(B)16(C)28(D)442.若隨機(jī)變量和的協(xié)方差,則以下結(jié)論正確的是()(A)與相互獨(dú)立(B)D(X+Y)=DX+DY(C)D(X-Y)=DX-DY(D)D(XY)=DXDY3.設(shè)隨機(jī)變量和相互獨(dú)立,且,則()(A)(B)(C)(D)4.設(shè)二維隨機(jī)變量(X,Y)服從二維正態(tài)分布,則隨機(jī)變量ξ=X+Y與η=X-Y不相關(guān)的充要條件為(A)EX=EY(B)E(X2)-(EX)2=E(Y2)-(EY)2(C)E(X2)=E(Y2)(D)E(X2)+(EX)2=E(Y2)+(EY)25.設(shè)、是兩個(gè)相互獨(dú)立的隨機(jī)變量且都服從于,則的數(shù)學(xué)期望()(A)(B)0(C)(D)6.設(shè)、是相互獨(dú)立且在上服從于均勻分布的隨機(jī)變量,則()(A)(B)(C)(D)7.設(shè)隨機(jī)變量和的方差存在且不等于0,則D(X+Y)=DX+DY是X和Y()(A)不相關(guān)的充分條件,但不是必要條件(B)獨(dú)立的充分條件,但不是必要條件(C)不相關(guān)的充分必要條件(D)獨(dú)立的充分必要條件8.若離散型隨機(jī)變量的分布列為,則()(A)2(B)0(C)ln2(D)不存在9.將一枚硬幣重復(fù)擲n次,以X和Y分別表示正面向上和反面向上的次數(shù),則X和Y的相關(guān)系數(shù)等于(A)-1(B)0(C)(D)110.設(shè)隨機(jī)變量X和Y獨(dú)立同分布,具有方差>0,則隨機(jī)變量U=X+Y和V=X-Y(A)獨(dú)立(B)不獨(dú)立(C)相關(guān)(D)不相關(guān)11.隨機(jī)變量X的方差存在,且E(X)=,則對(duì)于任意常數(shù)C,必有。(A)E(X-C)2=E(X2)-C2(B)E(X-C)2=E(X-)2(C)E(X-C)2<E(X-)2(D)E(X-C)2E(X-)212.設(shè)X~U(a,b),E(X)=3,D(X)=,則P(1<X<3)=()(A)0(B)(C)(D)二、填空題1.設(shè)表示10次獨(dú)立重復(fù)射擊命中目標(biāo)的次數(shù),每次命中目標(biāo)的概率為0.4,則2.設(shè)一次試驗(yàn)成功的概率為,進(jìn)行了100次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),當(dāng)時(shí),成功的次數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差注意是標(biāo)準(zhǔn)差還是方差!的值最大,其最大值為注意是標(biāo)準(zhǔn)差還是方差!3.設(shè)隨機(jī)變量X在區(qū)間[-1,2]上服從均勻分布,隨機(jī)變量,則的方差是方差不是期望!DY=是方差不是期望!4.,,,則,5.設(shè)隨機(jī)變量服從于參數(shù)為的泊松分布,且已知,則6.設(shè)(X,Y)的概率分布為:YX-10100.070.180.1510.080.320.2則=E(X^2*Y^2)=0.28!X2Y2不獨(dú)立!。E(X^2*Y^2)=0.28!X2Y2不獨(dú)立!7.已知,則E(X)=。8.X~N(,2),Y~N(,2),X與Y相互獨(dú)立,則Cov(X+Y,X-Y)=________。9.隨機(jī)變量X1,X2,X3相互獨(dú)立,且都服從均勻分布U(0,2),令X=3X1-X2+2X3,則E(X)=___________,D(X)=。10.設(shè)ρXY=0.9,Z=X-0.4,則Y與Z的相關(guān)系數(shù)為。11.設(shè)隨機(jī)變量Xij獨(dú)立同分布,EXij=2,則行列式的數(shù)學(xué)期望EY=。三、簡(jiǎn)答題1.從學(xué)校乘汽車到火車站的途中有3個(gè)交通崗,假設(shè)在各個(gè)交通崗遇到紅燈的事件是相互獨(dú)立的,并且概率都是2/5。設(shè)X為同種遇到紅燈的次數(shù),求隨機(jī)變量X的分布律、分布函數(shù)和數(shù)學(xué)期望。2好的基礎(chǔ)題?。阎S機(jī)變量服從二維正態(tài)分布,且與分別服從正態(tài)分布與,它們的相關(guān)系數(shù),令,⑴求的數(shù)學(xué)期望與方差好的基礎(chǔ)題!(2)求與的相關(guān)系數(shù)。3.已知甲、乙兩箱中裝有同種產(chǎn)品,其中甲箱中裝有3件合格品和3件次品,乙箱中僅裝有3件合格品。從甲箱中任取3件產(chǎn)品放入乙箱后,求(1)乙箱中次品數(shù)X的數(shù)學(xué)期望;(2)從乙箱中任取一件產(chǎn)品是次品的概率。4.游客乘電梯從底層到電視塔頂層觀光;電梯于每個(gè)整點(diǎn)的第5分鐘、25分鐘和55分鐘從底層起行。假設(shè)一游客在早八點(diǎn)的第X分鐘到達(dá)底層候梯處,且X在[0,60]上均勻分布,求該游客等候時(shí)間Y的數(shù)學(xué)期望。5.一商店經(jīng)銷某種商品,每周進(jìn)貨的數(shù)量X與顧客對(duì)某種商品的需求量Y是相互獨(dú)立的隨機(jī)變量,且都服從區(qū)間[10,20]上的均勻分布。商店沒(méi)售出一單位商品可得利潤(rùn)1000元;若需求量超過(guò)了供貨量,商店可從其他商店調(diào)劑供應(yīng),這時(shí)每單位商品獲利潤(rùn)為500元,試計(jì)算此商店經(jīng)銷該種商品每周所得利潤(rùn)的期望值。6.兩臺(tái)同樣自動(dòng)記錄儀,每臺(tái)無(wú)故障工作的時(shí)間服從參數(shù)為5的指數(shù)分布;首先開(kāi)動(dòng)其中一臺(tái),當(dāng)其發(fā)生故障時(shí)停用而另一臺(tái)自行開(kāi)動(dòng)。試求兩臺(tái)記錄儀無(wú)故障工作的總時(shí)間T的概率密度f(wàn)(t)、數(shù)學(xué)期望和方差使用公式更簡(jiǎn)單!。使用公式更簡(jiǎn)單!7.某流水生產(chǎn)線上每個(gè)產(chǎn)品不合格的概率為p(0<p<1),各產(chǎn)品合格與否相互獨(dú)立,當(dāng)出現(xiàn)一個(gè)不合格品時(shí)即停機(jī)檢修。設(shè)開(kāi)機(jī)后第一次停機(jī)時(shí)已生產(chǎn)了的產(chǎn)品個(gè)數(shù)為X,求X的數(shù)學(xué)期望和方差。8.設(shè)隨機(jī)變量X的概率密度為對(duì)X獨(dú)立地重復(fù)觀察4次,用Y表示觀察值大于的次數(shù),求的數(shù)學(xué)期望。9.設(shè)隨機(jī)變量X,Y相互獨(dú)立,且都服從均值為0,方差為1/2的正態(tài)分布,求隨機(jī)變量|X-Y|的方差用定義!。用定義!10.假設(shè)二維隨機(jī)變量(X,Y)在矩形G={(x,y)|0≤x≤1,0≤y≤1}上服從均勻分布。記。(1)求(U,V)的概率分布;(2)求U和V的相關(guān)系數(shù)r。11.假設(shè)隨機(jī)變量U在區(qū)間[-2,2]上服從均勻分布,隨機(jī)變量試求(1)X和Y的聯(lián)合概率分布;(2)D(X+Y)。12.設(shè)A,B是兩個(gè)隨機(jī)事件;隨機(jī)變量試證明隨機(jī)變量X和Y不相關(guān)的充要條件是A與B相互獨(dú)立。參考答案一、選擇題1.D2.B3.C4.B5.C6.C7.C8.D9.A10.D11.D12.D二、填空題1.18.42.1/2,53.8/94.7,195.16.-0.027.18/118.09.4,14/310.0.911.0三、簡(jiǎn)答題1.解:X服從二項(xiàng)分布,其分布律為X0123P27/12554/12536/1258/125其分布函數(shù)為X的數(shù)學(xué)期望為2.解:⑴因,,故有,,(2)3.解:(1)由題意知,X服從超幾何分布,故;(2)又全概率公式,可得。4.解:有題意,因此。5.解:設(shè)Z表示商店每周所得的利潤(rùn),則所以。6.解:以X和Y表示先后開(kāi)動(dòng)的記錄儀無(wú)故障工作的時(shí)間,則T=X+Y,從而有由已知,,從而有:。7.解:X服從幾何分布,P(X=i)=qi-1p,i=1,2,…;;.8.解:設(shè)A表示X的觀察值大于,故;由題意可知,Y~B(4,1/2);故。9.解:有獨(dú)立正態(tài)分布的性質(zhì),X-Y~N(0,1),先求;再求;所以。10.解:(1);;;;(2),,,可計(jì)算,,,最后得到。11.解:(1);;;;(2),,,所以E(X+Y)=0,D(X+Y)=2。12.證明:EX=P(A)-[1-P(A)]=2P(A)-1,EY=2P(B)-1,從而X和Y不相關(guān)的充要條件是,即,當(dāng)且僅當(dāng)P(AB)=P(A)P(B),當(dāng)且僅當(dāng)A,B獨(dú)立。第一章隨機(jī)事件與概率一、填空題1.寫出下列隨機(jī)試驗(yàn)的樣本空間。記錄一個(gè)小班一次數(shù)學(xué)考試的平均分?jǐn)?shù)(設(shè)以百分制記分),則=;生產(chǎn)產(chǎn)品直到有10件正品為止,記錄生產(chǎn)產(chǎn)品的總件數(shù),則=;對(duì)某工廠出廠的產(chǎn)品進(jìn)行檢查,合格的記上“正品”,不合格的記上“次品”,如連續(xù)查出2個(gè)次品就停止檢查,或檢查4個(gè)產(chǎn)品就停止檢查,記錄檢查的結(jié)果,用0表示次品,1表示正品,則=;在單位圓內(nèi)任意取一點(diǎn),記錄它的坐標(biāo),則=;同時(shí)擲三顆骰子,記錄三顆骰子點(diǎn)數(shù)之和,則=;將一尺之錘折成三段,觀察各段長(zhǎng)度,設(shè)x,y,z分別表示三段長(zhǎng)度,則=;在某十字路口,記錄一小時(shí)內(nèi)通過(guò)的機(jī)動(dòng)車輛數(shù),則=;記錄某城市一天內(nèi)的用電量,則=。2.設(shè)A,B,C為三件事,用A,B,C的運(yùn)算關(guān)系表示下列各事件。(1)“A發(fā)生,B與C不發(fā)生”=;(2)“A與B都發(fā),而C不發(fā)生”=;(3)“A,B,C中至少有一個(gè)發(fā)生”=;(4)“A,B,C都發(fā)生”=;(5)“A,B,C都不發(fā)生”=;(6)“A,B,C中不多于一個(gè)發(fā)生”=;(7)“A,B,C中不多于兩個(gè)發(fā)生”=;(8)“A,B,C中至少有兩個(gè)發(fā)生”=。3.在拋三枚硬幣的試驗(yàn)中,1表示正面,0表示反面,試寫出下列事件的集合表示。(1)“至少出現(xiàn)一個(gè)正面”=;(2)“最多出現(xiàn)一個(gè)正面”=;(3)“恰好出現(xiàn)一個(gè)正面”=;(4)“出現(xiàn)三面相同”=。4.設(shè),則(1);(2)(3);(4)5.設(shè)A,B為兩事件且P(A)=0.6,P(B)=0.7,則(1)當(dāng)時(shí),P(AB)取到最大值,最大值=;(2)當(dāng)時(shí),P(AB)取到最小值,最小值=。解:(1)觀察上式,已知P(A),P(B)均固定,當(dāng)最小時(shí),P(AB)最大。當(dāng),即時(shí),最小,此時(shí),P(AB)取到最大值,最大為P(AB)=P(A)=0.6。(2)當(dāng)最大時(shí),P(AB)最小。當(dāng)時(shí),取得最大值為1,此時(shí),P(AB)取得最小值,最小值為=0.6+0.7-1=0.3。6.設(shè)A,B,C為三件事,且P(A)=P(B)=P(C)=1/4,P(AB)=P(BC)=0,P(AC)=1/8,則A,B,C至少有一個(gè)發(fā)生的概率=。要點(diǎn):用字母表示事件,是本課程入門的又一關(guān)鍵,由“至少”聯(lián)想“”,進(jìn)而想到公式:解:至少有一個(gè)發(fā)生:其中7.設(shè)P(A)=P(B)=P(C)=,P(AB)=0,P(AC)=P(BC)=,則事件A,B,C都不發(fā)生的概率=。解:事件A,B,C都不發(fā)生:8.在電話號(hào)碼簿中任取一個(gè)電話號(hào)碼,則后面四個(gè)數(shù)全不相同的概率(設(shè)后面四個(gè)數(shù)中的每一個(gè)數(shù)都是等可能地取0,1,…,9)=。解:所有可能的種數(shù)為10×10×10×10種,后四個(gè)數(shù)全不相同的種數(shù)為,則所求概率為。9.在房間里有10個(gè)人,分別佩戴從1號(hào)到10號(hào)的紀(jì)念章,任選3個(gè)記錄其紀(jì)念章的號(hào)碼。則最小號(hào)碼為5的概率=;(2)最大號(hào)碼為5的概率=。解樣本空間的樣本點(diǎn)總數(shù)為。最小號(hào)碼為5是必須取到5號(hào),而其余2人從6~10號(hào)中任取,故事件的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)為,所求概率為最大號(hào)碼為5,其余2人在1~4中選號(hào),事件的樣本點(diǎn)個(gè)數(shù)為,所求概率為10.10個(gè)人隨機(jī)地圍一圓桌而坐,則甲、乙兩人相鄰而坐的概率=。要點(diǎn):先假定某人已坐好,再考慮其他人相對(duì)該人的坐法解:設(shè)甲已坐好,其余個(gè)人相對(duì)甲的坐法有種,甲乙相鄰,乙有兩種坐法,其余個(gè)人的坐法有種,故所求概率為。10.從0,1,2,…,9中任取4個(gè)數(shù),則所取的4個(gè)數(shù)能排成一個(gè)四位偶數(shù)的概率。11.有5條線段,其長(zhǎng)度分別為1,3,5,7,9,從這5條線段中任取3條,所取的3條線段能拼成三角形的概率。12.一個(gè)人把六根草緊握在手中,僅露出它們的頭和尾。然后隨機(jī)把六個(gè)頭兩兩相接,六個(gè)尾兩兩相接,則放開(kāi)手后六根草恰好連成一個(gè)環(huán)的概率=。要點(diǎn):“六個(gè)尾兩兩相接”不會(huì)影響是否成環(huán),所以只需考慮“六個(gè)頭兩兩相接”可能出現(xiàn)的情況。解:考慮頭兩兩相接的先后次序,則“六個(gè)頭兩兩相接”共有種不同結(jié)果。而要成環(huán)則第一步從6個(gè)頭中任取1個(gè),此時(shí)余下的5個(gè)頭中有一個(gè)不能相接,只可與余下的4個(gè)頭中的任一個(gè)相接,第二步從未接的頭中任取1個(gè),與余下的2個(gè)頭中的任一個(gè)相接,這總共有種可能接法,故所求概率為。13.在區(qū)間(0,1)中隨機(jī)地取兩個(gè)數(shù),則兩數(shù)之和小于6/5的概率=。解:設(shè)兩數(shù)之和小于6/5,兩數(shù)分別為,由幾何概率如圖01y1yy01y1yyx14.設(shè)A,B為隨機(jī)事件,且P(A)=0.5,P(B)=0.6,=0.8,則=。解:,所以15.設(shè)A,B為隨機(jī)事件,且P(A)=0.4,P(B)=0.3,P(A∪B)=0.6,則P()=。解:,所以。16.已知事件A,B滿足,記,則=。解:,由此得,所以。17.已知,則=。解:因?yàn)?,所以?8.已知,則=。解:,由乘法定理有:又由有:19.三人獨(dú)立地破譯一份密碼,已知各人能譯出的概率分別為1/5,1/3,1/4,問(wèn)三人中至少有一人能將此密碼譯出的概率=。要點(diǎn):“至少”對(duì)立事件。解:三人能否譯出相互獨(dú)立,則三人都譯不出的概率為(1-1/5)(1-1/3)(1-1/5)=0.4,至少一個(gè)譯出的概率為1-0.4=0.6。20.設(shè)兩兩獨(dú)立的事件,且。若,且,則=。解:.或,由.21.已知(1)若和不相容,則=;(2)若和獨(dú)立,則=;(3)若,則=。解:(1)(由已知)(2)(3)22.設(shè)在三次獨(dú)立試驗(yàn)中,事件A出現(xiàn)的概率均相等且至少出現(xiàn)一次的概率為,則在一次試驗(yàn)中事件A出現(xiàn)的概率=。解:設(shè)所求概率為p,由題意有=,則p=23.某射手對(duì)目標(biāo)獨(dú)立射擊四次,至少命中一次的概率為,則此射手的命中率=。24.某盒中有10件產(chǎn)品,其中4件次品,今從盒中取三次產(chǎn)品,一次取一件,不放回,則第三次取得正品的概率為_(kāi)_________,第三次才取得正品的概率為_(kāi)_________.解:設(shè)第次取到正品,則或25.三個(gè)箱子,第一個(gè)箱子中有4個(gè)黑球,1個(gè)白球;第二個(gè)箱子中有3個(gè)黑球,3個(gè)白球;第三個(gè)箱子中有3個(gè)黑球,5個(gè)白球.現(xiàn)隨機(jī)地取一個(gè)箱子,再?gòu)倪@個(gè)箱子中取出一個(gè)球,這個(gè)球?yàn)榘浊虻母怕蕿開(kāi)_________;已知取出的球是白球,此球?qū)儆诘谝粋€(gè)箱子的概率為_(kāi)_________.解:設(shè)取到第箱,取出的是一個(gè)白球26.從5雙不同的鞋子中任取4只,這4只鞋子中至少有兩只鞋子配成一雙的概率是_________.解法1樣本點(diǎn)總數(shù)為,記A=“4只鞋子中至少有2只是一雙”,則對(duì)立事件=“4只鞋子均不成雙”,故第一只鞋子是從5雙(10只)中任取一只,有10種取法,第二只鞋子從剩下的4雙(8只)中任取一只,有8種取法,第三只鞋子從再剩下的3雙(6只)中任取一只,有6種取法,第四只鞋子有4種取法,故事件所包含的樣本點(diǎn)總數(shù)為10×8×6×4,得
解法2中個(gè)數(shù)是從5雙不同鞋子中任取4雙,再?gòu)拿侩p中任取一只的不同取法的種數(shù),共有種取法,故27.設(shè)在一次試驗(yàn)中,事件發(fā)生的概率為.現(xiàn)進(jìn)行次獨(dú)立試驗(yàn),則至少發(fā)生一次的概率為_(kāi)_________,而事件至多發(fā)生一次的概率為_(kāi)________.解:設(shè)至少發(fā)生一次至多發(fā)生一次二、計(jì)算題1.據(jù)以往資料表明,某一3口之家,患某種傳染病的概率有以下規(guī)律:P{孩子得病}=0.6,P{母親得病│孩子得病}=0.5,P{父親得病│母親及孩子得病}=0.4.求母親及孩子得病但父親未得病的概率。解:設(shè)A=“孩子得病”,B=“母親得病”,C=“父親得病”,則所求概率為。已知P(A)=0.6,P(B│A)=0.5,P(C│AB)=0.4,則由乘法定理有 由,,有2..已知在10只晶體管中有2只次品,在其中取兩次,每次任取一只,作不放回抽樣,求下列事件的概率:(1)兩只都是正品;(2)兩只都是次品;(3)一只是正品,一只是次品;(4)第二次取出的是次品。解法1:設(shè)A=“2正”,B=“2次”,C=“一正一次”,D=“第2次次”,基本事件=“取一只,不放回,再取一只”,S中個(gè)數(shù)=,可利用古典概型公式計(jì)算:A中個(gè)數(shù)=,于是B中個(gè)數(shù)=,于是C中個(gè)數(shù)=,于是D=“第一次取出正且第二次取出次”∪“第一次取出次且第二次取出次”D中個(gè)數(shù)=,于是解法2:設(shè)事件如解法1,又設(shè)=“第一次正”,=“第2次正”,則=“第1次次”,=“第2次次”,用乘法公式算3.某人忘記了電話號(hào)碼的最后一個(gè)數(shù)字,因而他隨意地?fù)芴?hào),求他撥號(hào)不超過(guò)三次而接通所需電話的概率,若已知最后一個(gè)數(shù)字是奇數(shù),那么此概率是多少?解法1設(shè)Ai=“第i次接通電話”(i=1,2,3),A=“撥號(hào)不超過(guò)3次接通所需電話”,則,故所求概率解法2“撥號(hào)不超過(guò)3次就接通”的對(duì)立事件是“撥號(hào)3次都未接通”,于是設(shè)B=“已知最后一個(gè)數(shù)字式奇數(shù),不超過(guò)3次撥通”,則4.(1)設(shè)有甲、乙兩袋,甲袋中裝有n只白球,m只紅漆;乙袋中裝有N只白球、M只紅球,今從甲袋中任意取一只放入乙袋中,再?gòu)囊掖腥我馊∫恢磺?。?wèn)取到白球的概率是多少?(2)第一只盒子裝有5只紅球,4只白球;第二只盒子裝有4只紅球,5只白球。先從第一只盒子中任取2只球放入第二只盒子中去,然后從第二只盒子中任取一只球,求取到白球的概率。要點(diǎn):從題中“嗅出”劃分,把“全”公式寫出來(lái),剩下就簡(jiǎn)單了。解:(1)設(shè)B1=“從甲袋中取到白球”,B2=“從甲袋中取得紅球”,則B1,B2構(gòu)成一個(gè)劃分,A=“從乙袋中取得白球”,由全概率公式(2)設(shè)Bi=“從第一只盒中取到i只白球”,i=0,1,2,則B0,B1,B2構(gòu)成一個(gè)劃分,設(shè)A=“從第二個(gè)盒中取得白球”,則由全概率公式知5.設(shè)一人群中有37.5%的人血型為A型,20.9%為B型,33.7%為O型,7.9%為AB型,已知能允許輸血的血型配對(duì)如下表,現(xiàn)在在人群中任選一人為輸血者,再任選一人為需要輸血者,問(wèn)輸血能成功的概率是多少?受血者受血者輸血者A型B型AB型O型A型√×√√B型×√√√AB型√√√√O型×××√√:允許輸血×:不允許輸血解:設(shè)分別為A,B,O,AB型輸血,分別為A,B,O,AB型受血,則6.某種產(chǎn)品的商標(biāo)為“MAXAM”,其中有2個(gè)字母脫落,有人撿起隨意放回,求放回后仍為“MAXAM”的概率。解字母脫落2個(gè)共有五種情況,脫下“M,X”或“A,X”或“M,A”或“A,A”或“M,M”分別用表示,則Ai,i=1,2,…,5構(gòu)成劃分;設(shè)B=“放回結(jié)果正確”。脫落的基本事件總數(shù)為。由全概率公式 7.已知男人中有5%是色盲患者,女人中有0.25%是色盲患者,今從男女人數(shù)相等的人群中隨機(jī)地挑選一人,恰好是色盲患者,問(wèn)此人是男性的概率是多少?要點(diǎn):“條件互倒”聯(lián)想“貝”;公式右邊=中轉(zhuǎn)/全;抓住劃分;死記貝葉斯公式不如掌握其推導(dǎo)過(guò)程。解:設(shè)A=“色盲患者”,B=“男性”,=“女性”,B與為劃分,由貝葉斯公式8.10件某產(chǎn)品(其中一等品5件,二等品3件,三等品2件)的箱子中丟失一件產(chǎn)品,但不知是幾等品,今從箱中任取2件產(chǎn)品,結(jié)果都是一等品,求丟失的裝有也是一等品的概率。解:設(shè)‘從箱中任取2件都是一等品’‘丟失等號(hào)’.則;所求概率為9.一學(xué)生接連參加同一課程的兩次考試,第一次及格的概率為p,若第一次及格,則第二次及格的概率也為p;若第一次不及格,則第二次及格的概率為p/2。(1)若至少有一次及格則他能取得某種資格,求他取得該資格的概率。(2)若已知他第二次及格,求他第一次及格的概率。解:設(shè)Ai=“第i次及格”,i=1,2,則其中10.已知一批產(chǎn)品中90%是合格品,檢查時(shí),一個(gè)合格品被誤認(rèn)為是次品的概率為0.05,一個(gè)次品被誤認(rèn)為是合格品的概率為0.02,求(1)一個(gè)產(chǎn)品經(jīng)檢查后被認(rèn)為是合格品的概率;(2)一個(gè)經(jīng)檢查后被認(rèn)為是合格品的產(chǎn)品確是合格品的概率.解:設(shè)‘任取一產(chǎn)品,經(jīng)檢驗(yàn)認(rèn)為是合格品’,‘任取一產(chǎn)品確是合格品’則(1)(2)11.將兩信息分別編碼為A和B傳遞出去,接收站收到時(shí),A被誤收做B的概率為0.02,而B(niǎo)被誤收做A的概率為0.01,信息A與信息B傳送的頻繁程度為2:1,若接受站收到的信息是A,問(wèn)原發(fā)信息是A的概率是多少?解設(shè)B1=“發(fā)出信息A”,B2=“發(fā)出信息B”,A=“收到信息為A”,則,B1,B2為劃分,由貝葉斯公式12.設(shè)玻璃杯整箱出售,每箱20只,各箱含0,1,2只殘次品的概率分別為0.8,0.1,0.1,一顧客欲購(gòu)買一箱玻璃杯,由售貨員任取一箱,經(jīng)顧客隨機(jī)察看4只,若無(wú)殘次品,則買此箱玻璃杯,否則不買。求:
(1)顧客買此箱玻璃杯的概率;
(2)在顧客買的此箱玻璃杯中,確實(shí)沒(méi)殘次品的概率。解:(1)設(shè)事件={一箱的玻璃杯中含i個(gè)殘次品},i=0,1,2,且P()=0.8,P()=P()=0.1,事件B={從一箱中任取四只杯子無(wú)殘次品},則由全概率公式可得:P(B)=P()P(B|)+P()P(B|)+P()P(B|)
=0.8×+0.1×+0.1×=0.94
(2)P(|B)==0.8513.設(shè)考生的報(bào)名表來(lái)自三個(gè)地區(qū),分別有10份,15份,25份,其中女生的分別為3份,7份,5份。隨機(jī)地從一地區(qū),先后任取兩份報(bào)名表,求:
(1)先取的那份報(bào)名表是女生的概率p;
(2)已知后取到的報(bào)名表是男生的,而先取的那份報(bào)名表是女生的概率q。解:(1)設(shè)={考生的報(bào)名表是第i個(gè)地區(qū)的},i=1,2,3,B={取到的報(bào)名表是女生的},由全概率公式知:
p=P(B)=P()P(B|)+P()P(B|)+P()P(B|)
=
(2)設(shè)C={先取的那份報(bào)名表是女生的},D={后取到的報(bào)名表是男生的},則q=P(C|D)==
其中P(CD)=P()P(CD|)+P()P(CD|)+P()P(CD|)
=
P(D)=P()P(D|)+P()P(D|)+P()P(D|)=
所以可計(jì)算得q=14.設(shè)第一只盒子中裝有3只籃球,2只綠球,2只白球;第二只盒子中裝有2只籃球,3只綠球,4只白球。獨(dú)立地分別在兩只盒子中各取一只球。求至少有一只籃球的概率;(2)求有一只籃球一只白球的概率;(3)已知至少有一只籃球,求有一只籃球一只白球的概率。解:設(shè)分別表示在第一只盒子中取到籃球、綠球、白球;分別表示在第二只盒子中取到的籃球、綠球、白球。(1)(2)15.如果一危險(xiǎn)情況C發(fā)生時(shí),一電路閉合并發(fā)出警報(bào),我們可以借用兩個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)并聯(lián)以改善可靠性,在C發(fā)生時(shí)這些開(kāi)關(guān)每一個(gè)都應(yīng)閉合,且若至少一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合了,警報(bào)就發(fā)出,如果兩個(gè)這樣的開(kāi)關(guān)并聯(lián)聯(lián)接,它們每一個(gè)具有0.96的可靠性(即在情況C發(fā)生時(shí)閉合的概率),問(wèn)這時(shí)系統(tǒng)的可靠性(即電路閉合的概率)是多少?如果需要有一個(gè)可靠性至少為0.9999的系統(tǒng),則至少需要用多少只開(kāi)關(guān)并聯(lián)?這里設(shè)各開(kāi)關(guān)閉合與否都是相互獨(dú)立的。要點(diǎn):獨(dú)立“積的概=概的積”解:設(shè)Ai=“在情況C發(fā)生時(shí),第i只開(kāi)關(guān)閉合”,i=1,2,3,…,n。當(dāng)n=2時(shí),系統(tǒng)的可靠性為也可以設(shè)n只開(kāi)關(guān)并聯(lián),可保證系統(tǒng)的可靠性至少為0.9999,則即故至少需要3只開(kāi)關(guān)并聯(lián),才能使系統(tǒng)的可靠性至少為0.9999。16.設(shè)一枚深水炸彈擊沉一潛水艇的概率為1/3,擊傷的概率為1/2,擊不中的概率的概率為1/6。并設(shè)擊傷兩次也會(huì)導(dǎo)致潛水艇下沉。求釋放4枚深水炸彈能擊沉潛水艇的概率。(提示:先求出擊不沉的概率。)解:設(shè)A=“釋放4枚炸彈,擊沉潛水艇”,B=“釋放4枚炸彈,均未擊中潛水艇”,C=“釋放4枚炸彈,恰有一枚擊傷潛水艇”,則由獨(dú)立性有隨機(jī)變量及其分布填空題1.一袋中裝有5只球,編號(hào)為1,2,3,4,5,在袋中同時(shí)取3只球,以X表示取出的3只球中的最大碼,則隨機(jī)變量X的分布律為。2.設(shè)在15只同類型的零件中有2只是次品,在其中取3次,每次任取1只,作不放回抽樣,以X表示取出次品的只數(shù),則X的分布律為。解:P{X=1}=C12·C213/C315=1235,P{X=2}=C22·C13/C315=135分布律圖形如圖2-1所示。X012pk22/3512/351/353.設(shè)隨機(jī)變量X的分布律為,k=0,1,2,…;λ>0為常數(shù),則常數(shù)=。4.設(shè),且,則__________,__________。解:4.設(shè)隨機(jī)變量Y在區(qū)間[1,6]上服從均勻分布,則方程有實(shí)根的概率為0.8。解:方程有實(shí)根當(dāng)且僅當(dāng)Δ≥0,即|Y|≥2,則P(|Y|≥2)==0.85.設(shè)隨機(jī)變量X在區(qū)間[2,5]上服從均勻分布,求對(duì)X進(jìn)行的三次獨(dú)立觀測(cè)中,至少有兩次的觀測(cè)值大于3的概率為。解:P(X>3)==,則所求概率即為6.設(shè)X~,對(duì)X的三次獨(dú)立重復(fù)觀察中,事件{X≤0.5}出現(xiàn)的次數(shù)為隨機(jī)變量Y,則P{Y=2}=9/64。解:P{X≤0.5}=0.25,Y服從B(3,0.25)分布,則P{Y=2}==7.設(shè),若,則19/27。解:,則,則而,,,所以.8.設(shè)隨機(jī)變量的概率密度為則__________,的分布函數(shù)__________。解:所以.9.設(shè)隨機(jī)變量X服從均值為10,均方差為0.02的正態(tài)分布,設(shè)Ф(x)為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù),已知Ф(2.5)=0.9938,則X落在區(qū)間(9.95,10.05)內(nèi)的概率為0.9876。10.設(shè)隨機(jī)變量Xf(x)=,-∞<x<+∞,則X。解:當(dāng)x<0時(shí),F(xiàn)(x)=
當(dāng)x≥0時(shí),F(xiàn)(x)=11.設(shè)隨機(jī)變量X的概率分布為P(X=1)=0.2,P(X=2)=0.3,P(X=3)=0.5,則其分布函數(shù)F(x)=。12.設(shè)X的分布函數(shù),則A=1,P|X|<=1/2。解:為連續(xù)函數(shù),.13.設(shè)X的分布函數(shù),則X的概率分布列為。14.設(shè)隨機(jī)變量X服從參數(shù)為2的泊松分布,且Z=3X-2,則E(Z)=4。15.設(shè)X~N(2,)且P{2<X<4}=0.3,則P{X<0}=0.2。解:
即,則16.設(shè)隨機(jī)變量X服從參數(shù)為1的指數(shù)分布,則4/3。17.設(shè)X表示10次獨(dú)立重復(fù)射擊命中目標(biāo)的次數(shù)且每次命中率為0.4,則=18.4。解:X~B(10,0.4),則18.設(shè)隨機(jī)變量X的概率密度為,則(1)=2;(2)=1/3。19.設(shè)服從泊松分布.(1)若,則__________;(2)若,則__________。解:(1),(2)所以20.設(shè),且,則__________。解:,所以21.設(shè),且,則______;______。解:22.設(shè)一次試驗(yàn)成功的概率為,現(xiàn)進(jìn)行100次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn),當(dāng)________時(shí),成功次數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差的值最大,其最大值為_(kāi)_______。解:,有最大值為5.23.設(shè)服從參數(shù)為的指數(shù)分布,且,則_______。解:.,24.一批產(chǎn)品的次品率為0.1,從中任取5件產(chǎn)品,則所取產(chǎn)品中的次品數(shù)的數(shù)學(xué)期望為_(kāi)_______,標(biāo)準(zhǔn)差為_(kāi)_______。解:設(shè)表示所取產(chǎn)品的次品數(shù),則.,25.設(shè)隨機(jī)變量的概率密度為且,則__________,___________.解:①②解(1)(2)聯(lián)立方程有:.計(jì)算題1.一汽車沿一街道行駛,要經(jīng)過(guò)三個(gè)有信號(hào)燈的路口,每個(gè)信號(hào)燈為紅或綠與其他信號(hào)燈為紅或綠相互獨(dú)立,且紅綠信號(hào)顯示的時(shí)間相等,求此汽車首次遇到紅燈前已通過(guò)的路口數(shù)X的概率分布。解:設(shè)={第個(gè)路口遇到紅燈},=1,2,3,則P()=0.5,X的所有取值為0,1,2,3,其概率分布如下:P(X=0)=P()=0.5P(X=1)==0.25P(X=2)==0.125P(X=3)==0.1252.一大樓裝有5個(gè)同類型的供水設(shè)備,調(diào)查表明在任一時(shí)刻t每個(gè)設(shè)備被使用的概率為0.1,問(wèn)在同一時(shí)刻恰有2個(gè)設(shè)備被使用的概率是多少?至少有3個(gè)設(shè)備被使用的概率是多少?至多有3個(gè)設(shè)備被使用的概率是多少?至少有1個(gè)設(shè)備被使用的概率是多少?解:設(shè)對(duì)每個(gè)設(shè)備的觀察為一次試驗(yàn),則試驗(yàn)次數(shù)為5且每次試驗(yàn)相互獨(dú)立。于是X~b(5,0.1),分布律為P{X=k}=C5k(0.1)k(0.9)P{X=2}=C52·0.12·(1-0.1)P{X≥3}=P{X=3}+P{X=4}+P{X=5}=C53?0.13P{X≤3}=1-P{X=4}-P{X=5}=1-CP{X≥1}=1-P{X<1=1-C53.設(shè)事件A在每一次試驗(yàn)中發(fā)生的概率為0.3,當(dāng)A發(fā)生不少于3次時(shí),指示燈發(fā)出信號(hào)。(1)進(jìn)行了5次獨(dú)立試驗(yàn),求指示燈發(fā)出信號(hào)的概率;(2)進(jìn)行了7次獨(dú)立試驗(yàn),求指示燈發(fā)出信號(hào)的概率。解:設(shè)A發(fā)生的次數(shù)為X,則X~b(n,0.3),設(shè)B為指示燈發(fā)出信號(hào)。(1)n=5,則P(B)=P{X≥3}=k=3或P(B)=1-k=02(2)n=7,則P(B)=k=37P{X=k}或P(B)=1-k=02P{X=k}4.設(shè)隨機(jī)變量X的密度函數(shù)為試求(1)X的分布函數(shù);(2)。解:當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),所以可的X的分布函數(shù)為(2)5.設(shè)隨機(jī)變量X的密度函數(shù)為試求(1)系數(shù)A;(2)X落在區(qū)間(0,/4)的概率。解:(1)因?yàn)樗裕?)所求概率6.設(shè)隨機(jī)變量X的分布函數(shù)為試求(1)系數(shù)A;(2)X落在區(qū)間(0.3,0.7)內(nèi)的概率;(3)X的密度函數(shù)。解:(1)由的連續(xù)性,有,由此得(2)(3)X的密度函數(shù)為7.對(duì)某地抽樣調(diào)查的結(jié)果表明,考生的外語(yǔ)成績(jī)(按百分制計(jì))近似服從正態(tài)分布,平均72分且96分以上的考生數(shù)占2.3%,求考生的外語(yǔ)成績(jī)?cè)?0分至84分之間的概率。解:設(shè)X表示考生的外語(yǔ)成績(jī),且X~N(72,),則P(X>96)=1-P(X≤96)=1-()=0.023,即()=0.977,查表得=2,則=12,即且X~N(72,144),
故P(60≤X≤84)=P(-1≤≤1)=2(1)-1=0.6828.設(shè)測(cè)量誤差X~N(0,100),求在100次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量中至少有三次測(cè)量誤差的絕對(duì)值大于19.6的概率,并用Possion分布求其近似值(精確到0.01)。解:由于X~N(0,100),則P(|X|>19.6)=1-P(|X|≤19.6)=2[1-(1.96)]=0.05且顯然Y~B(100,0.05),
故P(Y≥3)=1-P(Y≤2)=1-
設(shè)=np=100×0.05=5,且YP(5),則
P(Y≥3)=1-P(Y≤2)=1-=0.87059.設(shè)X~N(3,22),(1)求P{2<X≤5},P{-4<X≤10},P{丨X丨>2},P{X>3};(2)確定c使得P{X>c}=P{X≤c},(3)設(shè)d滿足P{X>d}≥0.9,問(wèn)d至多為多少?要點(diǎn):本題及接下來(lái)的四道題要查表計(jì)算:一般正態(tài)化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài),再查標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)表,其理論根據(jù):若X~N(,2),則~N(0,1),例如,X~N(,2),求P{x1<X≤x2}=?核心技術(shù):讓x1,X,x2三方“同跳標(biāo)準(zhǔn)舞”,P{x1<X≤x2}=P{<≤}=()-。反之,若這個(gè)知識(shí)點(diǎn)不透,后面的學(xué)習(xí)將會(huì)在黑暗中摸索,因?yàn)樵诮y(tǒng)計(jì)部分仍將反復(fù)使用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)??墒∪ミ^(guò)程,直接使用公式:P{x1<X≤x2}=()-由于的圖像關(guān)于遠(yuǎn)點(diǎn)對(duì)稱,口訣:解:(1)P{2<X≤5}==0.5328P{-4<X≤10}==P{丨X丨>2}=1-P{-2≤X≤2}=1-Φ(2-32)+Φ(-2-32)=1-Φ(-12)+Φ=1+Φ(12)-Φ(5P{X>3}=1-P{X≤3}=1-Φ(3-32)=1-12(2)由P{X>c}=P{X≤c}得:P{X≤c}=12,P{X≤c}=Φ((3)P{X>d}=1-P{X≤d}=1-P{X-32≤d-32}=1-Φ(d-32)≥?10.設(shè)隨機(jī)變量X的概率密度函數(shù)為對(duì)獨(dú)立重復(fù)觀察4次,表示觀察值大于的次數(shù),求的數(shù)學(xué)期望。解:因?yàn)殡S機(jī)變量的概率密度函數(shù)為所以,。因此。于是便可得11.設(shè)隨機(jī)變量X的概率密度函數(shù)為試求。解:所以,于是得。12.設(shè)隨機(jī)變量X的概率密度=,x≥0,求Y=的概率密度。解:因?yàn)榈娜≈捣秶?,且是?yán)增函數(shù),其反函數(shù)為,及,所以的密度函數(shù)為13.設(shè)隨機(jī)變量,求的分布。解:因?yàn)榈娜≈捣秶?,所以?dāng)時(shí)的密度函數(shù)為。而當(dāng)時(shí),的分布函數(shù)為,上式兩邊關(guān)于求導(dǎo)得,當(dāng)時(shí)的密度函數(shù)為所以的密度函數(shù)為14.設(shè)隨機(jī)變量X服從,求隨機(jī)變量的密度函數(shù)。解:的密度函數(shù)為由于在內(nèi)取值,所以的取值范圍是。在的取值范圍之外有。而當(dāng)時(shí),的分布函數(shù)為上式兩邊關(guān)于求導(dǎo)得所以的密度函數(shù)為15.設(shè)隨機(jī)變量X的概率密度為,求的概率密度。解當(dāng)時(shí),,則當(dāng)或時(shí),或當(dāng)時(shí),則概率密度為應(yīng)用題1.有一大批產(chǎn)品,其驗(yàn)收方案如下。先作第一次檢驗(yàn):從中任取10件,經(jīng)檢驗(yàn)無(wú)次品接受這批產(chǎn)品,次品數(shù)大于2拒收;否則作第二次檢驗(yàn),其做法是從中再任取5件,僅當(dāng)5件中無(wú)次品時(shí)接受這批產(chǎn)品。若產(chǎn)品的次品率為10%,求這批產(chǎn)品經(jīng)第一次檢驗(yàn)就能接受的概率。需做第二次檢驗(yàn)的概率。這批產(chǎn)品按第二次檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)被接受的概率。這批產(chǎn)品在第一次檢驗(yàn)未能作決定且第二次檢驗(yàn)時(shí)被通過(guò)的概率。這批產(chǎn)品被接受的概率。 解:設(shè)X=“第一次檢驗(yàn)的次品數(shù)”,Y=“第二次檢驗(yàn)的次品數(shù)”,p=10%=0.1,則X~b(10,0.1),Y~b(5,0.1)P{X=0}=C1000.10P{1≤X≤2}=P{X=1}+P{X=2}=i=12CP{Y=0}=C500.10P{Y=0,1≤X≤2}=P{Y=0}P{1≤X≤2}兩事件相互獨(dú)立=0.59×0.581≈0.343P({X=0}∪{Y=0,1≤X≤2})=0.349+0.343=0.6922.有甲、乙兩種味道和顏色都極為相似的名酒各4杯,如果從中挑4杯,能將甲種酒全部挑出來(lái),算是試驗(yàn)成功一次。某人隨機(jī)的去猜,問(wèn)他試驗(yàn)成功一次的概率是多少?某人聲稱他通過(guò)品嘗能區(qū)分兩種酒,他連續(xù)試驗(yàn)10次,成功3次,試推斷他是猜對(duì)的,還是他確有區(qū)分的能力(設(shè)各次試驗(yàn)是相互獨(dú)立的)。要點(diǎn):本題第(2)問(wèn)為后面第八章假設(shè)檢驗(yàn)作伏筆。解:(1)為古典概型問(wèn)題,基本事件總數(shù)為C84,則成功一次的概率為1/C(2)設(shè)成功次數(shù)為X,則X~b(10,170),所以P{X=3}=C103(1因?yàn)閮H憑猜測(cè),能成功3次的概率特別小,可認(rèn)為他確有區(qū)分的能力。3.有一繁忙的汽車站,每天有大量汽車通過(guò),設(shè)每輛汽車在一天的某段時(shí)間內(nèi)出事故的概率為0.0001。在某天的改短時(shí)間內(nèi)有1000輛汽車通過(guò),問(wèn)出事故的次數(shù)不小于2的概率是多少?(利用泊松定理計(jì)算。)解:1000輛汽車中在一天的某段時(shí)間內(nèi)發(fā)生事故的次數(shù)X服從二項(xiàng)分布b(1000,0.0001),所求概率為P{X≥2}=k=2=1-k=0=1-(0.9999)計(jì)算較麻煩,如果用泊松定理計(jì)算,將大大化簡(jiǎn)計(jì)算。即Cnkp其中λ≈np=1000×0.0001=0.1,于是P{X≥2}=1-P{X<2}=1-P{X=0}-P{X=1}≈1-e=1-e-0.14.某地區(qū)18歲的女青年的血壓(收縮壓,以mm-Hg計(jì))服從N(110,122),在該地區(qū)任選一18歲的女青年,測(cè)量她的血壓X;(1)求P{X≤105},P{100<X≤120};(2)確定最小的x,使P{X>x}解(1)X~N(110,P{X≤105}=Φ(105-11012)=Φ(-0.417)=1-ΦP{100<X≤120}=Φ(120-11012)-Φ(100-11012)=Φ=2Φ(0.83)-1=0.5934(2)要使P{X>x}≤0.05,只須1-P{X≤x}≤0.05,即P{X≤x}≤亦即Φ(x-11012)≥0.95,故x-1105.設(shè)顧客在某銀行的窗口等待服務(wù)的時(shí)間X(以分計(jì))服從指數(shù)分布,其概率密度為fXx=要點(diǎn):5次?5重?Y~b(n,p)=b(5,p),p由X的分布求。解:Y~b(5,p)p=P{X>10}=Y的分布律為P{Y=k}=C5P{Y≥1}=1-P{Y<1}=1-P{Y=0}=1-(1-6.由某機(jī)器生產(chǎn)的螺栓的長(zhǎng)度(cm)服從參數(shù)μ=10.05,σ=0.06的正態(tài)分布,規(guī)定長(zhǎng)度在范圍10.05±0.12內(nèi)為合格品,求一螺栓為不合格品的概率。解:記螺栓的長(zhǎng)度為X,則螺栓為不合格品的概率為3.一工廠生產(chǎn)的電子管的壽命X(以小時(shí)計(jì))服從參數(shù)為μ=160,σ的正態(tài)分布,若要求P{120<X≤200}≥0.80,允許σ解:X~N(160,P{120<X≤200}=Φ200-160σ-Φ(得Φ40σ≥0.90,查表知,Φ(1.28)=0.90,即Φ400σ所以σ最大為31.25。7.以X表示某商店從早晨開(kāi)始營(yíng)業(yè)起直到第一個(gè)顧客到達(dá)的等待時(shí)間(以分計(jì)),X的分布函數(shù)是(x)=1-e-0.4xP{至多3分鐘};(2)P{至少4分鐘};(3)P{3分鐘至4分鐘之間;(4)P{至多3分鐘或至少4分鐘};(5)P{恰好2.5分鐘}。要點(diǎn):由此題可體會(huì)由分布函數(shù)計(jì)算概率的簡(jiǎn)潔!解:(1)P{X≤3}=FX(3)=1-e-0.4×3=1-e-1.2P{X≥4}=1-P{X<4}=1-FX(4)=eP{3≤X≤4}=P{X≤4}-P{X<3=FX(4)-FX(3)=1-e-0.4×4P{X≤3}+P{X≥4}=1-e-0.4×3P{X=2.5}=08.某公司經(jīng)銷某種原料,根據(jù)歷史資料表明:這種原料的市場(chǎng)需求量(單位:噸)服從(300,500)上的均勻分布。每售出1噸該原料,公司可獲利1.5(千元);若積壓1噸,公司損失0.5(千元)。問(wèn)公司應(yīng)該組織多少貨源,可以使平均收益最大?解:設(shè)公司組織該貨源噸,則應(yīng)有。又記Y為在噸貨源條件下的收益額(單位:千元),則收益額Y為需求量的函數(shù),有所以這是的二次函數(shù)。當(dāng)=450噸時(shí),達(dá)到最大。故公司應(yīng)該組織貨源450噸。-9.某新產(chǎn)品在未來(lái)市場(chǎng)上的占有率是僅在區(qū)間(0,1)上取值的隨機(jī)變量,它的密度函數(shù)為試求平均市場(chǎng)占有率。解:求平均市場(chǎng)占有率即是去求,有第三章多維隨機(jī)變量及其分布一、填空題1.設(shè)X的分布律為且X與Y獨(dú)立同分布,則隨機(jī)變量Z=max{X,Y}的分布律為()。
[答案:]2.設(shè)(X,Y)的概率密度為f(x,y)=,求邊緣密度,。解:
=3.設(shè)X~N(-3,1),Y~N(2,1),且X與Y相互獨(dú)立,若Z=X-2Y+7,則Z服從的分布是()。
[答案填:N(0,5)]4.設(shè)D是由曲線xy=1與直線y=0,x=1,x=圍成的平面區(qū)域,二維隨機(jī)變量(X,Y)在區(qū)域D上服從均勻分布,則(X,Y)關(guān)于X的邊緣分布在x=2處的值為()。
[答案填:]
由,設(shè)(X,Y)的聯(lián)合概率密度為f(x,y),則:
當(dāng)(x,y)∈D時(shí),f(x,y)=;當(dāng)(x,y)∈時(shí),f(x,y)=0.
∴當(dāng)1≤x≤時(shí),顯然在x=2處的值為.5.設(shè)隨機(jī)變量相互獨(dú)立且都服從區(qū)間上的均勻分布,則__________.解:1xy1xy016.設(shè)兩個(gè)隨機(jī)變量X與Y相互獨(dú)立且均服從分布N(0,),則E|X-Y|=().
[答案填:]
令U=X-Y,則U~N(0,1),從而
E|X-Y|=E|U|=
=7.設(shè)是兩個(gè)隨機(jī)變量,且,則__________.解:.8.設(shè),則__________.解:,,常數(shù)9.設(shè)隨機(jī)變量X和Y的數(shù)學(xué)期望分別為-2和2,方差分別為1和4,而相關(guān)系數(shù)為-0.5,則根據(jù)切比雪夫不等式有()。
[答案填:]事實(shí)上,
10.設(shè)是兩個(gè)隨機(jī)變量,且,則__________.解:.11.設(shè),則__________.解:,,常數(shù)計(jì)算題1.設(shè)某班車起點(diǎn)站上客人數(shù)X服從參數(shù)為(>0)的泊松分布,每位乘客在中途下車的概率p(0<p<1),且中途下車與否相互獨(dú)立。已Y表示在中途下車的人數(shù),求:
(1)在發(fā)車時(shí)有n個(gè)乘客的條件下,中途有m人下車的概率;
(2)二維隨機(jī)向量(X,Y)的概率分布.解:(1)P{Y=m|X=n}=,m=0,1,2,…n.
(2)P{X=n,Y=m}=,m=0,1,2,…n;n=0,1,2,…2.設(shè)隨機(jī)變量,求的聯(lián)合分布列.解:(X1,X2)的可能取值數(shù)對(duì)及相應(yīng)的概率如下:P(X1=0,X2=0)=P(|Y|≥1,|Y|≥2)=(|Y|≥2)=2-2Φ(2)=0.0455P(X1=0,X2=1)=P(|Y|≥1,|Y|<2)=P(1≤|Y|<2)=2[Φ(2)-Φ(1)]=0.2719P(X1=1,X2=0)=P(|Y|<1,|Y|≥2)=0,P(X1=1,X2=1)=P(|Y|<1,|Y|<2)=P(|Y|<1)=0.68263.設(shè)(X,Y)的概率密度為f(x,y)=,求邊緣密度,。解:
=4.,試求:(1)常數(shù)A;(2)P(X<2,Y<1);(3)P{(X,Y)?D},其中D為2x+3y≤6.解:(1)=A/6,所以(2)P{X<2,Y<1}(3)5.設(shè)二維隨機(jī)變量(X,Y)的聯(lián)合概率密度函數(shù)為,(1)求常數(shù)k;(2)求概率P(X+Y≤1)。解:(1),即,由此得(2)6.設(shè)二維隨機(jī)變(X,Y)量具有概率密度,(1)確定常數(shù)C;(2)求概率P(X>Y)。解:(1),由此得。(2)積分區(qū)域?yàn)?,所?.設(shè)隨機(jī)變量(X,Y)的概率密度為(1)確定常數(shù)k;(2)求(3)求(4)求.。要點(diǎn):1°確定常數(shù),啟動(dòng);2°用重要公式:;3°復(fù)習(xí)二重積分計(jì)算。解:(1)由可知(2)(3)(4)8.設(shè)二維隨機(jī)變量(X,Y)的聯(lián)合分布函數(shù)為,其中A,B,C為常數(shù),x∈(-∞,+∞),y∈(-∞,+∞)(1)試確定A,B,C;(2)求X和Y的邊緣分布函數(shù);(3)求P(X>2)解:由聯(lián)合分布函數(shù)性質(zhì)2可知:,,解得,,。故(2),,(3)由X的分布函數(shù)可得:9.設(shè)二維隨機(jī)變量,求邊緣密度函數(shù)fX(x)和fY(y)解:當(dāng)0<x<1時(shí),,當(dāng)x≤0或x≥1時(shí),fX(x)=0,所以;當(dāng)0<y<1時(shí),,當(dāng)y≤0或y≥1時(shí),fY(y)=0,所以10.設(shè)二維隨機(jī)變量(X,Y)的概率密度為,求邊緣概率密度。解:由知:當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),由于。,當(dāng)時(shí),;當(dāng)時(shí),。于是,邊緣概率密度為,11.設(shè)二維隨機(jī)變量(X,Y)的概率密度為,(1)試確定常數(shù)c;(2)求邊緣概率密度。解:(1)由(2)當(dāng)時(shí),即時(shí),當(dāng)時(shí),當(dāng)時(shí),;其余,故X,Y的邊緣概率密度為12.設(shè)解:,得(2)于是(X,Y)關(guān)于X的邊緣概率密度為于是(X,Y)關(guān)于Y的邊緣概率密度為13.某電子儀器由兩個(gè)部件構(gòu)成,其壽命(單位:千小時(shí))X與Y的聯(lián)合分布函數(shù)為
問(wèn):(1)X與Y是否獨(dú)立?(2)兩部件的壽命都超過(guò)100小時(shí)的概率。解:(1)
則恒有,從而X與Y獨(dú)立。
(2)15.設(shè)X和Y是兩個(gè)相互獨(dú)立的隨機(jī)變量,其概率密度分別為,求隨機(jī)變量Z=X+Y的概率密度。解:X與Y相互獨(dú)立,Z=X+Y的概率密度為,知,故16.設(shè)二維隨機(jī)變量在區(qū)域上服從均勻分布.求(1)關(guān)于的邊緣概率密度;(2)的分布函數(shù)與概率密度.1D011D01zxyx+y=1x+y=zD1(2)利用公式其中當(dāng)或時(shí)xzz=xxzz=x故的概率密度為的分布函數(shù)為17.隨機(jī)變量X與Y相互獨(dú)立,X~N(1,2),Y~N(0,1),求隨機(jī)變量Z=2X-Y+3的概率密度函數(shù)。解:由于隨機(jī)變量X與Y獨(dú)立,X~N(1,2),Y~N(0,1),則X與Y的線性函數(shù)Z=2X-Y+3業(yè)服從正態(tài)分布,且E(Z)=2E(X)-E(Y)+3=5,D(Z)=4D(X)+D(Y)=9,即Z~N(5,9)
則:18.設(shè)隨機(jī)變量X與Y相互獨(dú)立且X~N(,),Y~U[-,}求Z=X+Y的概率密度函數(shù)。(計(jì)算結(jié)果用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)表示)。解:由卷積公式可知
(令)
19.設(shè)隨機(jī)變量(X,Y)的概率密度為(1)試確定常數(shù)b;(2)求邊緣概率密度(3)求函數(shù)的分布函數(shù)。解:(1)因?yàn)椋从纱说玫茫?)y>0時(shí),即(3)由(1)、(2)不難驗(yàn)證:,知X,Y相互獨(dú)立。于是20.設(shè)隨機(jī)變量(X,Y)具有概率密度求。解:,21.設(shè)隨機(jī)變量具有概率密度求。解:,,同理故22.設(shè)的概率密度為,求要點(diǎn):,分別令即可。解:,23.將n只球隨機(jī)地放進(jìn)n只盒子中去,一只盒子裝一只球,若一只球裝入與球同號(hào)的盒子中,稱為一個(gè)配對(duì),記X為總的配對(duì)數(shù),求E(X)。解:引進(jìn)隨機(jī)變量則,其中分布,,從而24.設(shè)與在圓域上服從聯(lián)合均勻分布,
(1)求與的相關(guān)系數(shù);(2)問(wèn)與是否獨(dú)立?解:(1)由與服從圓域上的聯(lián)合均勻分布,即
可知關(guān)于各自的邊緣概率密度函數(shù)為:
且(奇函數(shù)對(duì)稱區(qū)間上的積分為0
因而
且,即與的相關(guān)系數(shù)為0。
(2)由
及
可知,即與不獨(dú)立。25.已知三個(gè)隨機(jī)變量X,Y,Z中,,求。要點(diǎn):條件沒(méi)說(shuō)X,Y,Z相互獨(dú)立,因而在算。解:應(yīng)用題1.兩臺(tái)同樣的自動(dòng)記錄儀,每臺(tái)無(wú)故障工作的時(shí)間服從參數(shù)為5的指數(shù)分布,先開(kāi)動(dòng)其中的一臺(tái),當(dāng)發(fā)生故障時(shí),自動(dòng)停機(jī),另一臺(tái)自動(dòng)開(kāi)機(jī)。求:兩臺(tái)記錄儀無(wú)故障工作的總時(shí)間的概率密度、期望值與方差。解:設(shè){第臺(tái)自動(dòng)記錄儀無(wú)故障的工作時(shí)間},,與獨(dú)立同分布,且,即,
當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
即為兩臺(tái)記錄儀無(wú)故障工作的總時(shí)間的概率密度。
2.設(shè)一商店經(jīng)銷某種商品,每周的進(jìn)貨量與顧客對(duì)該商品的需求量是兩個(gè)相互獨(dú)立的隨機(jī)變量,均服從區(qū)間上的均勻分布,此商店每售出一個(gè)單位的商品,可獲利1000元,若需求量超過(guò)了進(jìn)貨量,可從其它商店調(diào)劑供應(yīng),此時(shí)售出的每單位商品,僅獲利500元,求此商店經(jīng)銷這種商品每周獲利的期望。解:設(shè)一商店經(jīng)銷某種商品的每周所獲利潤(rùn)為元,據(jù)題意可知:
當(dāng)時(shí),
當(dāng)時(shí),
即
且
所以此商店經(jīng)銷這種商品每周獲利的期望是14167元。3.卡車裝運(yùn)水泥,設(shè)每袋水泥的重量X(以公斤計(jì))服從(50,2.5),問(wèn)最多裝多少袋水泥使總重量超過(guò)2000的概率不大于0.05。解:每袋重量X~,設(shè)最多裝n袋,則總重量Y=,,故最多裝39袋,(本題要點(diǎn):反查的表。)證明題1.設(shè)X,Y是相互獨(dú)立的隨機(jī)變量,它們分別服從參數(shù)為的泊松分布,證明:Z=X+Y服從參數(shù)為的泊松分布。證明:由題設(shè)知由上一題結(jié)論可知二項(xiàng)式定理:即Z=X+Y服從參數(shù)為的泊松分布。2.設(shè)X,X,…,X是相互獨(dú)立的隨機(jī)變量。且有E(X)=μ,D(X)=σ,i=1,2,…,n.。記=,S=驗(yàn)證E()=μ,D()=;驗(yàn)證S=;驗(yàn)證E(S)=σ。要點(diǎn):此題為第六章及以后知識(shí)作準(zhǔn)備,是核心推導(dǎo)之一。證明:利用數(shù)學(xué)期望和方差的性質(zhì)及定義。(1)E()=E===μD()=D===(2)S======(3)E(S)=====3.設(shè)二維隨機(jī)變量(X,Y)的概率密度為試驗(yàn)證:X和Y是不相關(guān)的,但X和Y不是相互獨(dú)立的。要點(diǎn):不相關(guān);不獨(dú)立(非“幾乎處處”)證明:即同理經(jīng)驗(yàn)證有,故X與Y不是相互獨(dú)立的,這是一方面。另一方面(奇函數(shù)在對(duì)稱區(qū)間積分為零)同理從而即4.設(shè)服從二維正態(tài)分布,且有證明當(dāng)時(shí),隨機(jī)變量相互獨(dú)立。證明:服從二維正態(tài)分布X,Y的線性組合W,V也服從正態(tài)分布==由已知二維正態(tài)隨機(jī)變量相互獨(dú)立的充要條件是:。故當(dāng)時(shí),隨機(jī)變量W與V相互獨(dú)立。第四章大數(shù)定律及中心極限定理一填空題1.擲一顆骰子100次,記第次擲出的點(diǎn)數(shù)為,點(diǎn)數(shù)之平均為,則概率=。2.汽車銷售點(diǎn)每天出售的汽車數(shù)服從參數(shù)為的泊松分布。若一年365天都經(jīng)營(yíng)汽車銷售,且每天出售的汽車數(shù)是相互獨(dú)立的。則一年中售出700輛以上汽車的概率為。3.一儀器同時(shí)收到50個(gè)信號(hào)設(shè)它們相互獨(dú)立,且都服從(0,1)內(nèi)的均勻分布,則=。二計(jì)算題1.據(jù)以往經(jīng)驗(yàn),某種電器元件的壽命服從均值為100小時(shí)的指數(shù)分
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