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概率论与数理统计部分习题答案
第一章 概率论的基本概念
1. 写出下列随机试验的样本空间
(1)记录一个小班一次数学考试的平均分数(充以百分制记分)([一] 1)
,n表小班人数
(3)生产产品直到得到10件正品,记录生产产品的总件数。([一] 2)
S={10,11,12,………,n,………}
(4)对某工厂出厂的产品进行检查,合格的盖上“正品”,不合格的盖上“次品”,如连续查出二个次品就停止检查,或检查4个产品就停止检查,记录检查的结果。
查出合格品记为“1”,查出次品记为“0”,连续出现两个“0”就停止检查,或查满4次才停止检查。 ([一] (3))
S={00,100,0100,0101,1010,0110,1100,0111,1011,1101,1110,1111,}
6. 在房间里有10人。分别佩代着从1号到10号的纪念章,任意选3人记录其纪念章的号码。
(1)求最小的号码为5的概率。
记“三人纪念章的最小号码为5”为事件A
∵ 10人中任选3人为一组:选法有种,且每种选法等可能。
又事件A相当于:有一人号码为5,其余2人号码大于5。这种组合的种数有
∴
(2)求最大的号码为5的概率。
记“三人中最大的号码为5”为事件B,同上10人中任选3人,选法有种,且每种选法等可能,又事件B相当于:有一人号码为5,其余2人号码小于5,选法有种
8. 在1500个产品中有400个次品,1100个正品,任意取200个。
(1)求恰有90个次品的概率。
记“恰有90个次品”为事件A
∵ 在1500个产品中任取200个,取法有种,每种取法等可能。
200个产品恰有90个次品,取法有种
∴
(2)至少有2个次品的概率。
记:A表“至少有2个次品”
B0表“不含有次品”,B1表“只含有一个次品”,同上,200个产品不含次品,取法有种,200个产品含一个次品,取法有种
∵ 且B0,B1互不相容。
∴
9. 从5双不同鞋子中任取4只,4只鞋子中至少有2只配成一双的概率是多少?
记A表“4只全中至少有两支配成一对”
则表“4只人不配对”
∵ 从10只中任取4只,取法有种,每种取法等可能。
要4只都不配对,可在5双中任取4双,再在4双中的每一双里任取一只。取法有
14.(1) 已知。
解一:
注意. 故有
P (AB)=P (A)-P (A)=0.7-0.5=0.2。
再由加法定理,
P (A∪)= P (A)+ P ()-P (A)=0.7+0.6-0.5=0.8
于是
14.(2) 。
解:由
由乘法公式,得
由加法公式,得
16. 据以往资料表明,某一3口之家,患某种传染病的概率有以下规律:P(A)=P{孩子得病}=0.6,P (B|A)=P{母亲得病|孩子得病}=0.5,P (C|AB)=P{父亲得病|母亲及孩子得病}=0.4。求母亲及孩子得病但父亲未得病的概率。
解:所求概率为P (AB)(注意:由于“母病”,“孩病”,“父病”都是随机事件,这里不是求P (|AB)
P (AB)= P(A)=P(B|A)=0.6×0.5=0.3, P (|AB)=1-P (C |AB)=1-0.4=0.6.
从而P (AB)= P (AB) · P(|AB)=0.3×0.6=0.18.
17. 已知10只晶体管中有2只次品,在其中取二次,每次随机地取一只,作不放回抽样,求下列事件的概率。
(1)二只都是正品(记为事件A)
法一:用组合做 在10只中任取两只来组合,每一个组合看作一个基本结果,每种取法等可能。
法二:用排列做 在10只中任取两个来排列,每一个排列看作一个基本结果,每个排列等可能。
法三:用事件的运算和概率计算法则来作。
记A1,A2分别表第一、二次取得正品。
(2)二只都是次品(记为事件B)
法一:
法二:
法三:
(3)一只是正品,一只是次品(记为事件C)
法一:
法二:
法三:
(4)第二次取出的是次品(记为事件D)
法一:因为要注意第一、第二次的顺序。不能用组合作,
法二:
法三:
18. 某人忘记了电话号码的最后一个数字,因而随机的拨号,求他拨号不超过三次而接通所需的电话的概率是多少?如果已知最后一个数字是奇数,那么此概率是多少?
记H表拨号不超过三次而能接通。
Ai表第i次拨号能接通。
注意:第一次拨号不通,第二拨号就不再拨这个号码。
如果已知最后一个数字是奇数(记为事件B)问题变为在B已发生的条件下,求H再发生的概率。
22. 一学生接连参加同一课程的两次考试。第一次及格的概率为P,若第一次及格则第二次及格的概率也为P;若第一次不及格则第二次及格的概率为(1)若至少有一次及格则他能取得某种资格,求他取得该资格的概率。(2)若已知他第二次已经及格,求他第一次及格的概率。
解:Ai={他第i次及格},i=1,2
已知P (A1)=P (A2|A1)=P,
(1)B={至少有一次及格}
所以
∴
(2) (*)
由乘法公式,有P (A1 A2)= P (A1) P (A2| A1) = P2
由全概率公式,有
将以上两个结果代入(*)得
25. 某人下午5:00下班,他所积累的资料表明:
到家时间
5:35~5:39
5:40~5:44
5:45~5:49
5:50~5:54
迟于5:54
乘地铁到
家的概率
0.10
0.25
0.45
0.15
0.05
乘汽车到
家的概率
0.30
0.35
0.20
0.10
0.05
某日他抛一枚硬币决定乘地铁还是乘汽车,结果他是5:47到家的,试求他是乘地铁回家的概率。
解:设A=“乘地铁”,B=“乘汽车”,C=“5:45~5:49到家”,由题意,AB=φ,A∪B=S
已知:P (A)=0.5, P (C|A)=0.45, P (C|B)=0.2, P (B)=0.5
由贝叶斯公式有
34.(1)]设有4个独立工作的元件1,2,3,4。它们的可靠性分别为P1,P2,P3,P4,将它们按图(1)的方式联接,求系统的可靠性。
记Ai表示第i个元件正常工作,i=1,2,3,4,
2
4
1
3
A表示系统正常。
∵ A=A1A2A3+ A1A4两种情况不互斥
∴ P (A)= P (A1A2A3)+P (A1A4)-P (A1A2A3 A4) (加法公式)
= P (A1) P (A2)P (A3)+ P (A1) P (A4)-P (A1) P (A2)P (A3)P (A4)
= P1P2P3+ P1P4-P1P2P3P4 (A1, A2, A3, A4独立)
3
1
2
L
R
34.(2) 如图1,2,3,4,5表示继电器接点,假设每一继电器接点闭合的概率为p,且设各继电器闭合与否相互独立,求L和R是通路的概率。
5
4
记Ai表第i个接点接通
记A表从L到R是构成通路的。
∵ A=A1A2+ A1A3A5+A4A5+A4A3A2四种情况不互斥
∴ P (A)=P (A1A2)+P (A1A3A5) +P (A4A5)+P (A4A3A2)-P (A1A2A3A5)
+ P (A1A2 A4A5)+ P (A1A2 A3 A4) +P (A1A3 A4A5)
+ P (A1A2 A3A4A5) P (A2 A3 A4A5)+ P (A1A2A3 A4A5)+ P (A1A2 A3 A4A5)
+ (A1A2 A3 A4A5) + P (A1A2 A3 A4A5)-P (A1A2 A3 A4A5)
又由于A1,A2, A3, A4,A5互相独立。
故 P (A)=p2+ p3+ p2+ p3-[p4 +p4 +p4 +p4 +p5 +p4]
+[ p5 + p5+ p5+ p5]-p5=2 p2+ 3p3-5p4 +2 p5
第二章 随机变量及其分布
3. 设在15只同类型零件中有2只是次品,在其中取三次,每次任取一只,作不放回抽样,以X表示取出次品的只数,(1)求X的分布律,(2)画出分布律的图形。
解:任取三只,其中新含次品个数X可能为0,1,2个。
P
x
1
2
O
6. 一大楼装有5个同类型的供水设备,调查表明在任一时刻t每个设备使用的概率为0.1,问在同一时刻
(1)恰有2个设备被使用的概率是多少?
(2)至少有3个设备被使用的概率是多少?
(3)至多有3个设备被使用的概率是多少?
(4)至少有一个设备被使用的概率是多少?
8. 甲、乙二人投篮,投中的概率各为0.6, 0.7,令各投三次。求
(1)二人投中次数相等的概率。
记X表甲三次投篮中投中的次数
Y表乙三次投篮中投中的次数
由于甲、乙每次投篮独立,且彼此投篮也独立。
P (X=Y)=P (X=0, Y=0)+P (X=2, Y=2)+P (X=3, Y=3)
= P (X=0) P (Y=0)+ P (X=1) P (Y=1)+ P (X=2) P (Y=2)+ P (X=3) P (Y=3)
= (0.4)3× (0.3)3+ [
(2)甲比乙投中次数多的概率。
P (X>Y)=P (X=1, Y=0)+P (X=2, Y=0)+P (X=2, Y=1)+
P (X=3) P (Y=0)+ P (X=3) P (Y=1)+ P (X=3) P (Y=2)
=P (X=1) P (Y=0) + P (X=2, Y=0)+ P (X=2, Y=1)+
P (X=3) P (Y=0)+ P (X=3) P (Y=1)+ P (X=3) P (Y=2)
=
19. 以X表示某商店从早晨开始营业起直到第一顾客到达的等待时间(以分计),X的分布函数是
求下述概率:
(1)P{至多3分钟};(2)P {至少4分钟};(3)P{3分钟至4分钟之间};
(4)P{至多3分钟或至少4分钟};(5)P{恰好2.5分钟}
解:(1)P{至多3分钟}= P {X≤3} =
(2)P {至少4分钟} P (X ≥4) =
(3)P{3分钟至4分钟之间}= P {3<X≤4}=
(4)P{至多3分钟或至少4分钟}= P{至多3分钟}+P{至少4分钟}
=
(5)P{恰好2.5分钟}= P (X=2.5)=0
20. 设随机变量X的分布函数为,
求(1)P (X<2), P {0<X≤3}, P (2<X<);(2)求概率密度fX (x).
解:(1)P (X≤2)=FX (2)= ln2, P (0<X≤3)= FX (3)-FX (0)=1,
(2)
21.(2)设随机变量的概率密度为
求X的分布函数F (x),并作出f (x)与F (x)的图形。
解:(2)
故分布函数为
f (x)与F (x)的图形如下
f (x)
x
0
F (x)
2
1
x
0
1
2
23. 某种型号的电子的寿命X(以小时计)具有以下的概率密度:
现有一大批此种管子(设各电子管损坏与否相互独立)。任取5只,问其中至少有2只寿命大于1500小时的概率是多少?
解:一个电子管寿命大于1500小时的概率为
令Y表示“任取5只此种电子管中寿命大于1500小时的个数”。则,
24. 设顾客在某银行的窗口等待服务的时间X(以分计)服从指数分布,其概率密度为:
某顾客在窗口等待服务,若超过10分钟他就离开。他一个月要到银行5次。以Y表示一个月内他未等到服务而离开窗口的次数,写出Y的分布律。并求P(Y≥1)。
解:该顾客“一次等待服务未成而离去”的概率为
因此
25. 设K在(0,5)上服从均匀分布,求方程有实根的概率
∵ K的分布密度为:
要方程有根,就是要K满足(4K)2-4×4× (K+2)≥0。
解不等式,得K≥2时,方程有实根。
∴
26. 设X~N(3.22)
(1)求P (2<X≤5),P (-4)<X≤10),P{|X|>2},P (X>3)
∵ 若X~N(μ,σ2),则P (α<X≤β)=φφ
∴ P (2<X≤5) =φφ=φ(1)-φ(-0.5)
=0.8413-0.3085=0.5328
P (-4<X≤10) =φφ=φ(3.5)-φ(-3.5)
=0.9998-0.0002=0.9996
P (|X|>2)=1-P (|X|<2)= 1-P (-2< P<2 )
=
=1-φ(-0.5) +φ(-2.5)
=1-0.3085+0.0062=0.6977
P (X>3)=1-P (X≤3)=1-φ=1-0.5=0.5
(2)决定C使得P (X > C )=P (X≤C)
∵ P (X > C )=1-P (X≤C )= P (X≤C)
得 P (X≤C )==0.5
又 P (X≤C )=φ ∴ C =3
27. 某地区18岁的女青年的血压(收缩区,以mm-Hg计)服从在该地区任选一18岁女青年,测量她的血压X。求
(1)P (X≤105),P (100<X ≤120). (2)确定最小的X使P (X>x) ≤ 0.05.
解:
28. 由某机器生产的螺栓长度(cm)服从参数为μ=10.05,σ=0.06的正态分布。规定长度在范围10.05±0.12内为合格品,求一螺栓为不合格的概率是多少?
设螺栓长度为X
P{X不属于(10.05-0.12, 10.05+0.12)
=1-P (10.05-0.12<X<10.05+0.12)
=1-
=1-{φ(2)-φ(-2)}
=1-{0.9772-0.0228}
=0.0456
29. 一工厂生产的电子管的寿命X(以小时计)服从参数为μ=160,σ(未知)的正态分布,若要求P (120<X≤200==0.80,允许σ最大为多少?
∵ P (120<X≤200)=
又对标准正态分布有φ(-x)=1-φ(x)
∴ 上式变为
解出
再查表,得
34. 设随机变量X在(0,1)上服从均匀分布
(1)求Y=eX的分布密度
∵ X的分布密度为:
Y=g (X) =eX是单调增函数
又 X=h (Y)=lnY,反函数存在
且 α = min[g (0), g (1)]=min(1, e)=1
max[g (0), g (1)]=max(1, e)= e
∴ Y的分布密度为:
(2)求Y=-2lnX的概率密度。
∵ Y= g (X)=-2lnX 是单调减函数
又 反函数存在。
且 α = min[g (0), g (1)]=min(+∞, 0 )=0
β=max[g (0), g (1)]=max(+∞, 0 )= +∞
∴ Y的分布密度为:
35. 设X~N(0,1)
(1)求Y=eX的概率密度
∵ X的概率密度是
Y= g (X)=eX 是单调增函数
又 X= h (Y ) = lnY 反函数存在
且 α = min[g (-∞), g (+∞)]=min(0, +∞)=0
β = max[g (-∞), g (+∞)]= max(0, +∞)= +∞
∴ Y的分布密度为:
(2)求Y=2X2+1的概率密度。
在这里,Y=2X2+1在(+∞,-∞)不是单调函数,没有一般的结论可用。
设Y的分布函数是FY(y),
则 FY ( y)=P (Y≤y)=P (2X2+1≤y)
=
当y<1时:FY ( y)=0
当y≥1时:
故Y的分布密度ψ( y)是:
当y≤1时:ψ( y)= [FY ( y)]' = (0)' =0
当y>1时,ψ( y)= [FY ( y)]' =
=
(3)求Y=| X |的概率密度。
∵ Y的分布函数为 FY ( y)=P (Y≤y )=P ( | X |≤y)
当y<0时,FY ( y)=0
当y≥0时,FY ( y)=P (| X |≤y )=P (-y≤X≤y)=
∴ Y的概率密度为:
当y≤0时:ψ( y)= [FY ( y)]' = (0)' =0
当y>0时:ψ( y)= [FY ( y)]' =
第三章 多维随机变量及其分布
1. 在一箱子里装有12只开关,其中2只是次品,在其中随机地取两次,每次取一只。考虑两种试验:(1)放回抽样,(2)不放回抽样。我们定义随机变量X,Y如下:
试分别就(1)(2)两种情况,写出X和Y的联合分布律。
解:(1)放回抽样情况
由于每次取物是独立的。由独立性定义知。
P (X=i, Y=j)=P (X=i)P (Y=j)
P (X=0, Y=0 )=
P (X=0, Y=1 )=
P (X=1, Y=0 )=
P (X=1, Y=1 )=
或写成
X
Y
0
1
0
1
(2)不放回抽样的情况
P {X=0, Y=0 }=
P {X=0, Y=1 }=
P {X=1, Y=0 }=
P {X=1, Y=1 }=
或写成
X
Y
0
1
0
1
2. 盒子里装有3只黑球,2只红球,2只白球,在其中任取4只球,以X表示取到黑球的只数,以Y表示取到白球的只数,求X,Y的联合分布律。
X
Y
0
1
2
3
0
0
0
1
0
2
0
解:(X,Y)的可能取值为(i, j),i=0,1,2,3, j=0,12,i + j≥2,联合分布律为
P {X=0, Y=2 }=
P {X=1, Y=1 }=
P {X=1, Y=2 }=
P {X=2, Y=0 }=
P {X=2, Y=1 }=
P {X=2, Y=2 }=
P {X=3, Y=0 }=
P {X=3, Y=1 }=
P {X=3, Y=2 }=0
3. 设随机变量(X,Y)概率密度为
(1)确定常数k。 (2)求P {X<1, Y<3}
(3)求P (X<1.5} (4)求P (X+Y≤4}
分析:利用P {(X, Y)∈G}=再化为累次积分,其中
解:(1)∵,∴
(2)
(3)
y
(4)
7. 设二维随机变量(X,Y )的概率密度为
解:
8. 设二维随机变量(X,Y)的概率密度为
x=y
y
求边缘概率密度。
x
o
解:
9. 设二维随机变量(X,Y)的概率密度为
(1)试确定常数c。(2)求边缘概率密度。
解: l=
y
o
y=x2
x
16.(1) 第1题中的随机变量X和Y是否相互独立。
解:放回抽样的情况
P {X=0, Y=0 } = P {X=0}·P {Y=0} =
P {X=0, Y=1 } = P {X=0}P {Y=1}=
P {X=1, Y=0 } = P {X=1}P {Y=0}=
P {X=1, Y=1 } = P {X=1}P {Y=1}=
在放回抽样的情况下,X和Y是独立的
不放回抽样的情况:
P {X=0, Y=0 } =
P {X=0}=
P {X=0}= P {X=0, Y=0 } + P {Y=0, X=1 }=
P {X=0}·P {Y=0} =
P {X=0, Y=0 }≠P {X=0}P {Y=0}
∴ X和Y不独立
18. 设X,Y是两个相互独立的随机变量,X在(0,1)上服从均匀分布。Y的概率密度为
(1)求X和Y的联合密度。(2)设含有a的二次方程为a2+2Xa+Y=0,试求有实根的概率。
解:(1)X的概率密度为
y=x2
Y的概率密度为
1
x
D
y
o
且知X, Y相互独立,
于是(X,Y)的联合密度为
(2)由于a有实跟根,从而判别式
即: 记
29. 设随机变量(X,Y)的概率密度为
(1)试确定常数b;(2)求边缘概率密度fX (x),fY (y)
解:(1)
∴
(2)
第四章
2. 某产品的次品率为0.1,检验员每天检验4次。每次随机地抽取10件产品进行检验,如果发现其中的次品数多于1,就去调整设备,以X表示一天中调整设备的次数,试求E (X)。(设诸产品是否是次品是相互独立的。)
解:设表示一次抽检的10件产品的次品数为ξ
P=P(调整设备)=P (ξ>1)=1-P (ξ≤1)= 1-[P (ξ=0)+ P (ξ=1)]
1-0.7361=0.2639.
因此X表示一天调整设备的次数时X~B(4, 0.2639).
E (X)=np=4×0.2639=1.0556
5. 设在某一规定的时间间段里,其电气设备用于最大负荷的时间X(以分计)是一个连续型随机变量。其概率密度为
求E (X)
解:
6. 设随机变量X的分布为
X -2 0 2
Pk 0.4 0.3 0.3
求 E (X), E (3X2+5)
解: E (X)= (-2)×0.4+0×0.3+2×0.3=-0.2
E (X2)= (-2)2×0.4+02×0.3+22×0.3=2.8
E (3X2+5) = 3E (X2)+ E (5)= 8.4+5=13.4
7. 设随机变量X的概率密度为
求(1)Y=2X (2)Y=e-2x的数学期望。
解:(1)
(2)
8. 设(X,Y)的分布律为
X
Y
1
2
3
-1
0
1
0.2
0.1
0.1
0.1
0
0.1
0
0.3
0.1
(1) 求E (X),E (Y )。
(2) 设Z=Y/X,求E (Z )。
(3) 设Z= (X-Y )2,求E (Z)。
解:(1)由X,Y的分布律易得边缘分布为
X
Y
1
2
3
-1
0.2
0.1
0
0.3
0
0.1
0
0.3
0.4
1
0.1
0.1
0.1
0.3
0.4
0.2
0.4
1
E(X)=1×0.4+2×0.2+3×0.4
=0.4+0.4+1.2=2.
E(Y)= (-1)×0.3+0×0.4
+1×0.3=0.
Z=Y/X
-1
-1/2
-1/3
0
1/3
1/2
1
pk
0.2
0.1
0
0.4
0.1
0.1
0.1
(2)
E (Z )= (-1)×0.2+(-0.5)×0.1+(-1/3)×0+0×0.4+1/3×0.1+0.5×0.1+1×0.1
= (-1/4)+1/30+1/20+1/10=(-15/60)+11/60=-1/15.
Z= (X-Y)2
0
(1-1)2
1
(1- 0)2或(2-1)2
4
(2- 0)2或(1- (-1))2或(3-1)2
9
(3- 0)2或(2-(-1))2
16
(3-(-1))2
pk
0.1
0.2
0.3
0.4
0
(3)E (Z )=0×0.1+1×0.2+4×0.3+9×0.4+16×0=0.2+1.2+3.6=5
11. 一工厂生产的某种设备的寿命X(以年计)服从指数分布,概率密度为工厂规定出售的设备若在一年内损坏,可予以调换。若工厂出售一台设备可赢利100元,调换一台设备厂方需花费300元。试求厂方出售一台设备净赢
利的数学期望。
解:一台设备在一年内损坏的概率为
故设Y表示出售一台设备的净赢利
则
故
12. 某车间生产的圆盘直径在区间(a, b)服从均匀分布。试求圆盘面积的数学期望。
解:设X为圆盘的直径,则其概率密度为
用Y表示圆盘的面积,则
14. 设随机变量X1,X2的概率密度分别为
求(1)E (X1+X2),E (2X1-3);(2)又设X1,X2相互独立,求E (X1X2)
解:(1)
=
(2)
=
(3)
15. 将n只球(1~n号)随机地放进n只盒子(1~n号)中去,一只盒子装一只球。将一只球装入与球同号的盒子中,称为一个配对,记X为配对的个数,求E(X )
解:引进随机变量
i=1, 2, … n
则球盒对号的总配对数为
Xi的分布列为
Xi:
1
0
P:
i=1, 2 …… n
∴ i=1, 2 …… n
22. (1)设随机变量X1,X2,X3,X4相互独立,且有E (Xi )=i, D (Xi )=5-i, i=1,2,3,4。设Y=2 X1-X2+3X3-X4,求E (Y),D (Y)。
(2)设随机变量X,Y相互独立,且X~N(720,302),Y~N(640,252),求Z1=2X+Y,Z2=X-Y的分布,并求P {X>Y }, P {X+Y>1400 }
解:(1)利用数学期望的性质2°,3°有
E (Y )= 2E (X1 )-E (X2 )+3 E (X3 )-E (X4 )=7
利用数学方差的性质2°,3°有
D (Y )=22 D (X1 )+ (-1)2 D (X2 )+32 D (X3 )+()2 D (X4 )=37.25
(2)根据有限个相互独立的正态随机变量的线性组合仍然服从正态分布,知
Z1~N(· ,·),Z2~N(· ,·)
而E Z1=2EX+Y=2×720+640, D (Z1)= 4D (X )+ D (Y )= 4225
E Z2=EX-EY=720-640=80, D (Z2)= D (X )+ D (Y )= 1525
即 Z1~N(2080,4225), Z2~N(80,1525)
P {X>Y }= P {X-Y >0 }= P {Z2>0 }=1-P {Z2 ≤0 }
=
P {X+Y >1400 }=1-P {X+Y ≤1400 }
同理X+Y~N(1360,1525)
则P {X+Y >1400 }=1-P {X+Y ≤1400 }
=
23. 5家商店联营,它们每周售出的某种农产品的数量(以kg计)分别为X1,X2,X3,X4,X5,已知X1~N(200,225),X2~N(240,240),X3~N(180,225),X4~N(260,265),X5~N(320,270),X1,X2,X3,X4,X5相互独立。
(1)求5家商店两周的总销售量的均值和方差;
(2)商店每隔两周进货一次,为了使新的供货到达前商店不会脱销的概率大于0.99,问商店的仓库应至少储存多少公斤该产品?
解:(1)令为总销售量。
已知E X1=200,E X2=240,E X3=180,E X4=260,E X5=320,
D (X1)=225,D (X2)=240,D (X3)=225,D (X4)=265,D (X5)=270,
利用数学期望的性质3°有
利用方差的性质3°有
(2)设商店仓库储存a公斤该产品,使得
P {Y ≤ a}>0.99
由相互独立的正态随机变量的线性组合仍然服从正态分布,并注意到(1),得
Y~ N(1200,1225)
查标准正态分布表知
∴ a至少取1282.
24. 卡车装运水泥,设每袋水泥重量(以公斤计)服从N(50,2.52)问最多装多少袋水泥使总重量超过2000的概率不大于0.05.
解:已知X~N(50,2.52)不妨设最多可装A袋水泥才使总重量超过2000的概率不大于0.05.则由期望和方差的性质得Y=AX~N(50A,2.52A).故由题意得
P {Y≥2000}≤0.05
即 解得A≥39.
29. 设随机变量X和Y的联合分布为:
X
Y
-1
0
1
-1
0
0
1
验证:X和Y不相关,但X和Y不是相互独立的。
证:∵ P [X=1 Y=1]= P [X=1]= P [Y=1]=
P [X=1 Y=1]≠P [X=1] P [Y=1]
∴ X,Y不是独立的
又 E (X )=-1×+0×+1×=0
E (Y )=-1×+0×+1×=0
COV(X, Y )=E{[X-E (X )][Y-E (Y )]}= E (XY )-EX·EY
= (-1)(-1) +(-1)1×+1×(-1)×+1×1×=0
∴ X,Y是不相关的
32. 设随机变量(X1,X2)具有概率密度。
, 0≤x≤2, 0≤y≤2
求 E (X1),E (X2),COV(X1,X2),
解:
D (X1+X2)= D (X1)+ D (X2)+2COV(X1, X2)
=
33.设X~N(μ,σ 2),Y~N(μ,σ 2),且X,Y相互独立。试求Z1= αX+βY和Z2= αX-βY的相关系数(其中是不为零的常数).
解:由于X,Y相互独立
Cov(Z1, Z2)=E(Z1,Z2)-E(Z1) E(Z2)=E (αX+βY ) (αX-βY )-(αEX+βEY ) (αEX-βEY )
=α2EX 2-βEY 2-α2 (EX ) 2+β(EY ) 2=α2DX-β 2DY=(α2-β 2) σ 2
DZ1=α2DX+β 2DY=(α2+β 2) σ 2, DZ2=α2DX+β 2DY=(α2+β 2) σ 2,
(利用数学期望的性质2°3°)
故
36. 已知正常男性成人血液中,每一毫升白细胞数平均是7300,均方差是700,利用契比雪夫不等式估计每毫升含白细胞数在5200~9400之间的概率p.
解:由题意知μ=7300,σ=700,则由契比雪夫不等式
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