概率论与数理统计课后习题答案[1](3)

2019-07-27 10:08

1122P(X?)?F()?,(2) 由分布律的性质知

2235NNa3334341??P(X?k)???a P(1?X?)?F()?F(1)???0223535k?1k?1N 3312即 a?1. P(1?X?)?P(X?1)?P(1?X?)?22355.甲、乙两人投篮,投中的概率分别为0.6,0.7,今各投3次,求:

341P(1?X?2)?F(2)?F(1)?P(X?2)?1???0.(1) 两人投中次数相等的概率;

35353.射手向目标独立地进行了3次射击,每次击中率为0.8,求3次射击中击中目标的次数的分布律及分布函数,并求3次射击中至少击中2次的概率. 【解】

设X表示击中目标的次数.则X=0,1,2,3.

P(X?0)?(0.2)3?0.008P(X?1)?C1230.8(0.2)?0.096P(X?2)?C2(0.8)20.2?0.384

3P(X?3)?(0.8)3?0.512故X的分布律为 X 0 1 2 3 P 0.008 0.096 0.384 0.512 分布函数

??0,x?00.008,0?x?1F(x)????0.104,1?x?2

??0.488,2?x?3??1,x?3P(X?2)?P(X?2)?P(X?3)?0.896

4.(1) 设随机变量X的分布律为

P{X=k}=a?kk!,

其中k=0,1,2,?,λ>0为常数,试确定常数a. (2) 设随机变量X的分布律为

P{X=k}=a/N, k=1,2,?,N,

试确定常数a.

【解】(1) 由分布律的性质知

??1??P(X?k)?a??kk?0k?0k!?a?e?

a?e??

(2) 甲比乙投中次数多的概率.

【解】分别令X、Y表示甲、乙投中次数,则X~b(3,0.6),Y~b(3,0.7)

(1)

P(X?Y)?P(X?0,Y?0)?P(X?1,Y?1)?P(X?P(X?3,Y?3)

?(0.4)3(0.3)3?C121230.6(0.4)C30.7(0.3)+

C20.4C23(0.6)23(0.7)20.3?(0.6)3(0.7)3

?0.32076

(2)

P(X?Y)?P(X?1,Y?0)?P(X?2,Y?0)?P(X?3,Y?

P(X?2,Y?1)?P(X?3,Y?1)?P(X?3,Y?2)

?C12322330.6(0.4)(0.3)?C3(0.6)0.4(0.3)?

(0.6)3(0.3)3?C23(0.6)20.4C130.7(0.3(0.6)3C1232230.7(0.3)?(0.6)C3(0.7)0=0.243

6.设某机场每天有200架飞机在此降落,任一飞机在某一时刻降落的概率设为0.02,且设各飞机降落是相互独立的.试问该机场需配备多少条跑道,才能保证某一时刻飞机需立即降落而没有空闲跑道的概率小于0.01(每条跑道只能允许一架飞机降落)?

【解】设X为某一时刻需立即降落的飞机数,则X~b(200,0.02),设机

场需配备N条跑道,则有

P(X?N)?0.01

11

k(0.98)200?k?0.01

k??200Ck200(0.02)N?1利用泊松近似

??np?200?0.02?4. ?P(X?N)?k?e?44k?N?1k!?0.01

查表得N≥9.故机场至少应配备9条跑道.

7.有一繁忙的汽车站,每天有大量汽车通过,设每辆车在一天的某时段出事故的概率为0.0001,在某天的该时段内有1000辆汽车通过,问出事故的次数不小于2的概率是多少(利用泊松定理)? 【解】设X表示出事故的次数,则X~b(1000,0.0001)

P(X?2)?1?P(X?0)?P(X?1)

?1?e?0.1?0.1?e?0.1

8.已知在五重贝努里试验中成功的次数X满足P{X=1}=P{X=2},求概率P{X=4}.

【解】设在每次试验中成功的概率为p,则

C1p(1?p)4?C2p255(1?p)3

故 p?

13

以 P(X?4)?C4142105(3)3?243.

9.设事件A在每一次试验中发生的概率为0.3,当A发生不少于3次时,指示灯发出信号,

(1) 进行了5次独立试验,试求指示灯发出信号的概率; (2) 进行了7次独立试验,试求指示灯发出信号的概率.

【解】(1) 设X表示5次独立试验中A发生的次数,则X~6(5,0.3)

5P(X?3)??Ckk5(0.3)k(0.7)5??0.16308

k?3(2) 令Y表示7次独立试验中A发生的次数,则Y~b(7,0.3)

7P(Y?3)??Ckk?k7(0.3)(0.7)7?0.35293

k?310.某公安局在长度为t的时间间隔内收到的紧急呼救的次数X服从参

数为(1/2)t的泊松分布,而与时间间隔起点无关(时间以小时计).

(1) 求某一天中午12时至下午3时没收到呼救的概率;

(2) 求某一天中午12时至下午5时至少收到1次呼救的概率.

【解】(1)

P(X?0)?e?32 (2)

P(X?1)?1?P(X?0)?1?e?52

11.设P{X=k}=Ck2pk(1?p)2?k, k=0,1,2

P{Y=m}=Cm4pm(1?p)4?m, m=0,1,2,3,4

分别为随机变量X,Y的概率分布,如果已知P{X≥1}=59,试求P{Y≥1}. 【解】因为P(X?1)?59,故P(X?1)?49. 而

P(X?1)?P(X?0)?(1?p)2

故得

(1?p)2?49, 即

p?13.

而 P(Y?1)?1?P(Y?0)?1?(1?p)4?6581?0.8024712.某教科书出版了2000册,因装订等原因造成错误的概率为0.001,

试求在这 2000 册书中恰有 5册错误的概率.

【解】令X为2000册书中错误的册数,则X~b(2000,0.001).利用泊松近似计算,

??np?2000?0.001?2

e?225P(X?5)?5!?0.0018

13.进行某种试验,成功的概率为

34,失败的概率为

14.以X表示试

验首次成功所需试验的次数,试写出X的分布律,并计算X取偶数的概率. 【解】

X?1,2,?,k,? P(X?k)?(1)k?1344

P(X?2)?P(X?4)???P(X?2k)??

12

?14?34?(14)334???(14)2k?134?? 1?3?414? 1?(1)25414.有2500名同一年龄和同社会阶层的人参加了保险公司的人寿保险.

在一年中每个人死亡的概率为0.002,每个参加保险的人在1月1日须交12元保险费,而在死亡时家属可从保险公司领取2000元赔偿金.求:

(1) 保险公司亏本的概率;

(2) 保险公司获利分别不少于10000元、20000元的概率. 【解】以“年”为单位来考虑.

(1) 在1月1日,保险公司总收入为2500×12=30000元. 设1年中死亡人数为X,则X~b(2500,0.002),则所求概率为

P(2000X?30000)?P(X?15)?1?P(X?14)

由于n很大,p很小,λ=np=5,故用泊松近似,有

14P(X?15)?1??e?55k?0.000069

k?0k!(2) P(保险公司获利不少于10000)

?P(30000?2000X?10000)?P(X?10)

??10e?55kk?0k!?0.986305

即保险公司获利不少于10000元的概率在98%以上? P

20000

?P(30000?2000X?20000)?P(X?5)

5e?55k???0.615961

k?0k!即保险公司获利不少于20000元的概率约为62%? 15.已知随机变量X的密度函数为

f(x)=Ae?|x|, ?∞

求:(1)A值;(2)P{0

?【解】(1) 由

???f(x)dx?1得

1????|x??Ae|dx?2??Ae?x0dx?2A

A?12. (2)

p(0?X?1)?11?2?0exdx?12(1?e?1) x(3) 当x<0时,F(x)??1??2exdx?12ex 当

x≥0时,

F(x)??x1e?|x|dx??01exdx??x102e?x??2??2dx

?1?1?x2e

?x?0故

F(x)??1x?e,?2

?1?12e?x??x?016.设某种仪器内装有三只同样的电子管,电子管使用寿命X的密度函数为

?f(x)=?100?2,x?100,

?x?0,x?100.求:(1) 在开始150小时内没有电子管损坏的概率;

(2) 在这段时间内有一只电子管损坏的概率; (3) F(x). 【解】

(1)

P(X?150)??150100100x2dx?13.

p?[P(X?150)]3?(2813)3?27

(2)

pC112242?33(3)?9 (3) 当x<100时F(x)=0

x当x≥100时F(x)????f(t)dt

x

??100??f(t)dt??100f(t)dt

??x100100100t2dt?1?x

?100故

F(x)???1?,x?100 ?x?0,x?017.在区间[0,a]上任意投掷一个质点,以X表示这质点的坐标,设

这质点落在[0,a]中任意小区间内的概率与这小区间长度成正

13

比例,试求X的分布函数.

【解】 由题意知X~∪[0,a],密度函数为

?1f(x)???,0?x?a ?a?0,其他故当x<0时F(x)=0 当

0

x≤

a时

F(x)??xxx1??f(t)dt??0f(t)dt??0adt?xa 当x>a时,F(x)=1 即分布函数

??0,x?0F(x)???x,0?x?a ?a??1,x?a18.设随机变量X在[2,5]上服从均匀分布.现对X进行三次独立观测,

求至少有两次的观测值大于3的概率. 【解】X~U[2,5],即

?f(x)??1?,2?x?5 ?3?0,其他P(X?3)??51233dx?3 故所求概率为

p?C222123203(3)3?C33(3)?27 19.设顾客在某银行的窗口等待服务的时间X(以分钟计)服从指数分

布E(15).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,试写出Y的分布律,并求P{Y≥1}.

【解】依题意知X~E(15),即其密度函数为

?xf(x)??1?e?5,x?0 ?5?0,x?0该顾客未等到服务而离开的概率为

P(X?10)???1?x105e5dx?e?2

Y~b(5,e?2),即其分布律为

P(Y?k)?Ck?225(e)k(1?e?)5?k,k?0,1,2,3,4,5P(Y?1)?1?P(Y?0)?1?(1?e?2)5?0.5167

20.某人乘汽车去火车站乘火车,有两条路可走.第一条路程较短但交通

拥挤,所需时间X服从N(40,102);第二条路程较长,但阻塞

少,所需时间X服从N(50,42).

(1) 若动身时离火车开车只有1小时,问应走哪条路能乘上火车的把握大些?

(2) 又若离火车开车时间只有45分钟,问应走哪条路赶上火车把握大些?

【解】(1) 若走第一条路,X~N(40,102),则

P(X?60)?P??x?40?10?60?40?10????(2)?0.97727

若走第二条路,X~N(50,42),则

P(X?60)?P??X?5060?50??4?4????(2.5)?0.9938++

故走第二条路乘上火车的把握大些. (2) 若X~N(40,102),则

P(X?45)?P??X?4045?40??10?10????(0.5)?0.6915若X~N(50,42),则

P(X?45)?P??X?50?4?45?50?4????(?1.25)

?1??(1.25)?0.1056

故走第一条路乘上火车的把握大些. 21.设X~N(3,22),

(1) 求P{2

1

P(2?X?5)?P??2?3X?35?3??2?2?2??

??(1)????1??1???2????(1)?1????2??

?0.8413?1?0.6915?0.532814

P(?4?X?10)?P???4?3?2?X?310?3?2?2??

F(x)=??A?Be?xt,x?0,(???0,x?0.0),

(1) 求常数A,B;

(2) 求P{X≤2},P{X>3}; ????7??7??2???????2???0.9996

(3) 求分布密度f(x).

?limF(x)?1P(|X|?2)?P(X?2)?P(X??2)【解】(1)由?

?x????A?1??xlim?0?F(x)?得?

xlim?0?F(x)?B??1

(2)

P(X?2)?F(2)?1?e?2?

?P??X?32?3??X?3?2?3??2?2???P??2?2??

?1????P(X?3)?1?F(3)?1?(1?e?3?)?e?3?

??1?2????????5?2??????1??2???1????5??2??

?0.6915?1?0.9938?0.6977(3)

f(x)?F?(x)????e??x,x?0P(X?3)?P(X?3?0,x?0 2?3-32)?1??(0)?0.5 25.设随机变量X的概率密度为

(2) c=3

?0?x?1,22.由某机器生产的螺栓长度(cm)X~N(10.05,0.062

),规定长度在10.05±0.12内为合格品,求一螺栓为不合格品的概率. f(x)=?x,?2?x,1?x?2, ?【

?0,其他.求X的分布函数F(x),并画出f(x)及F(x).

P(|X?10.05|?0.12)?P??X?10.05【解】当x<0时F(x)=0

?0.06?0.12?0.06? ?当

0

x<1

F(x)?x)dt?0x?1??(2)??(?2)?2[1??(2)]???f(t???f(t)dt??0f(t)dt

?0.0456

?x

23.一工厂生产的电子管寿命X(小时)服从正态分布N(160,σ2),

?0tdt?x22

若要求P{120<X≤200}≥0.8,允许σ最大不超过多少? 【

当1≤x<2时F(x)??x??f(t)dt

P(120?X?200)?P??120?160???X?160??200?160?????? 0??f(t)dt??10f(t)dt??x1f(t)dt

??1tdt??x01(2?t)dt????40???????40???2???40??

??????????1?0.8

?1x22?2x?2?32故

x2????402?2x?11.29?31.25

24.设随机变量X分布函数为

当x≥2时F(x)??x??f(t)dt?1

15


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