概率论与数理统计 谢永钦 课后习题及答案(3)

2020-10-26 17:53

 

而杯中球的最大个数为3,即三个球全放入一个杯中,故

C114P(A3)?3?

41631)?1?P(A)?P(A?)?1?因此 P(A2138169? 162C1C194C33?或 P(A2)? 3416 43.?将一枚均匀硬币掷2n次,求出现正面次数多于反面次数的概率.

【解】掷2n次硬币,可能出现:A={正面次数多于反面次数},B={正面次数少

于反面次数},C={正面次数等于反面次数},A,B,C两两互斥. 可用对称性来解决.由于硬币是均匀的,故P(A)=P(B).所以

1?P(C)P(A)?

2由2n重贝努里试验中正面出现n次的概率为

n1n1nP(C)?C2n()()

2211 故 P(A)?[1?Cn2n2n]

2244.?掷n次均匀硬币,求出现正面次数多于反面次数的概率.

【解】设A={出现正面次数多于反面次数},B={出现反面次数多于正面次数},

由对称性知P(A)=P(B)

(1) 当n为奇数时,正、反面次数不会相等.由P(A)+P(B)=1得P

(A)=P(B)=0.5

(2) 当n为偶数时,由上题知

n112P(A)?[1?Cn()n]

2245.?设甲掷均匀硬币n+1次,乙掷n次,求甲掷出正面次数多于乙掷出正面次

数的概率.

【解】 令甲正=甲掷出的正面次数,甲反=甲掷出的反面次数.

乙正=乙掷出的正面次数,乙反=乙掷出的反面次数. 显然有

=(甲正≤乙正)=(n+1?甲反≤n?乙反) (甲正>乙正)=(甲反≥1+乙反)=(甲反>乙反)

由对称性知P(甲正>乙正)=P(甲反>乙反)

1因此P(甲正>乙正)=

246.?证明“确定的原则”(Sure?thing):若P(A|C)≥P(B|C),P(A|C)≥P(B|C),则P(A)≥P(B).

【证】由P(A|C)≥P(B|C),得

 

11

 

P(AC)P(BC)?, P(C)P(C))?P(BC即有 P(AC )同理由 P(A|C) ),?P(B|C得 P(AC ,)?P(BC)故 P(A)?P(AC)?P(AC?)P(B?)C P ) B (P?B)C (47.一列火车共有n节车厢,有k(k≥n)个旅客上火车并随意地选择车厢.求每一节

车厢内至少有一个旅客的概率.? 【解】 设Ai={第i节车厢是空的},(i=1,?,n),则

(n?1)k1kP(Ai)??(1?)nkn2P(AiAj)?(1?)k n?n?1kP(Ai1Ai2?Ain?1)?(1?)n其中i1,i2,?,in?1是1,2,?,n中的任n?1个. 显然n节车厢全空的概率是零,于是

11kS1??P(Ai)?n(1?)k?C1(1?)nnni?122S2??P(AiAj)?Cn(1?)kn1?i?j?n?Sn?1?Sn?0P(?Ai)?S1?S2?S3???(?1)n?1Sni?1n1?i1?i2??in?1?nn?n?1P(Ai1Ai2?Ain?1)?Cn(1?n?1k)n

1k2kn?1k2n?n1(1?)?C(?1?)???(1)C?(1 ) ?C1nnnnnn故所求概率为

nn?1k1k2i2n?1n?1(?1)C(1?) 1?P(?Ai)?1?C1(1?)?C(1?)???nnni?1nnn48.设随机试验中,某一事件A出现的概率为ε>0.试证明:不论ε>0如何小,只

要不断地独立地重复做此试验,则A迟早会出现的概率为1.? 【证】

 

12

 

在前n次试验中,A至少出现一次的概率为

1?(1??)n?1(n??)

49.袋中装有m只正品硬币,n只次品硬币(次品硬币的两面均印有国徽).在袋

中任取一只,将它投掷r次,已知每次都得到国徽.试问这只硬币是正品的概率是多少?

【解】设A={投掷硬币r次都得到国徽}

B={这只硬币为正品}

mnP,B(?)由题知 P(B)? m?nm?n1P(A|B)?r,P(A|B)?1

2则由贝叶斯公式知

P(B|A)?P(AB)P(B)P(A|B)? P(A)P(B)P(A|B)?P(B)P(A|B)m1?rmm?n2 ? ?rm1nm?2n???1m?n2rm?n50.巴拿赫(Banach)火柴盒问题:某数学家有甲、乙两盒火柴,每盒有N根火

柴,每次用火柴时他在两盒中任取一盒并从中任取一根.试求他首次发现一盒空时另一盒恰有r根的概率是多少?第一次用完一盒火柴时(不是发现空)而另一盒恰有r根的概率又有多少??

1【解】以B1、B2记火柴取自不同两盒的事件,则有P(B1)?P(B2)?.(1)发现

2一盒已空,另一盒恰剩r根,说明已取了2n?r次,设n次取自B1盒(已空),n?r次取自B2盒,第2n?r+1次拿起B1,发现已空。把取2n?r次火柴视作2n?r重贝努里试验,则所求概率为

1n1n?r11np1?2Cn()()??C 2n?rn?r2r?r2222式中2反映B1与B2盒的对称性(即也可以是B2盒先取空).

(2) 前2n?r?1次取火柴,有n?1次取自B1盒,n?r次取自B2盒,第2n?r

次取自B1盒,故概率为

1n?11n?r112n?r?1n?1n?1p2?2C2()()?C() n?r?12n?r?1222251.?求n重伯努利试验中A出现奇数次的概率. 【解】 设在一次试验中A出现的概率为p.则由

0n1n?12n?2n0(q?p)n?C0?C2???Cnnpq?Cnpqnpqnpq?1 0n1n?122n?2nn0(q?p)n?C0?Cnpq???(?1)nCnpq npq?Cnpq以上两式相减得所求概率为

n?13n?3p1?C1?C3?? npqnpq 13

 

1?[1?(q?p)n] 21?[1?(1?2p)n] 2若要求在n重贝努里试验中A出现偶数次的概率,则只要将两式相加,

即得

1p2?[1?(1?2p)n].

252.设A,B是任意两个随机事件,求P{(A+B)(A+B)(A+B)(A+B)}的值. 【解】因为(A∪B)∩(A∪B)=AB∪AB

(A∪B)∩(A∪B)=AB∪AB

所求 (A?B)(A?B)(?A? ?[(AB?AB?)(A?BB)?(A B)A )B] ??

故所求值为0.

53.设两两相互独立的三事件,A,B和C满足条件:?

ABC=?,P(A)=P(B)=P(C)< 1/2,且P(A∪B∪C)=9/16,求P(A). 【解】由P(A?B?C)?P(A)?P(B)?P(C)?P(AB)?P(AC)?P(BC)?P(ABC)

9?3P[A(2?)] ?3P(A)161311故P(A)?或,按题设P(A)<,故P(A)=.

424454.设两个相互独立的事件A和B都不发生的概率为1/9,A发生B不发生的概率

与B发生A不发生的概率相等,求P(A).

1)?P(?AB)?1?P?(A?B) ① 【解】 P(AB9P(AB)?P(AB) ②

)?故 P(A)?P(ABP(B?)P( AB故 P(A)?P(B) ③

由A,B的独立性,及①、③式有

1?1?P(A)?P(B)?P(A)P(B) 9 ?1?2P(A)?P[A(2 )] 14

 

?[1?PA(2) ]1?? 故 1?P(A)324故 P(A)?或P(A)?(舍去)

332即P(A)=.

355.随机地向半圆0

2ax?x2 (a为正常数)内掷一点,点落在半圆内任何区

域的概率与区域的面积成正比,则原点和该点的连线与x轴的夹角小于π/4的概率为多少??

1【解】利用几何概率来求,图中半圆面积为πa2.阴影部分面积为

2π212a?a 42故所求概率为

π212a?a42?1?1 p?122ππa256.?设10件产品中有4件不合格品,从中任取两件,已知所取两件产品中有一

件是不合格品,求另一件也是不合格品的概率.

【解】 设A={两件中至少有一件是不合格品},B={另一件也是不合格品}

C242C10P(AB)1 P(B|A)???2CP(A)51-26C1057.设有来自三个地区的各10名、15名和25名考生的报名表,其中女生的报名

表分别为3份、7份和5份.随机地取一个地区的报名表,从中先后抽出两份.?

(1) 求先抽到的一份是女生表的概率p;?

(2) 已知后抽到的一份是男生表,求先抽到的一份是女生表的概率q. 【解】设Ai={报名表是取自第i区的考生},i=1,2,3.

Bj={第j次取出的是女生表},j=1,2.

1)?,i?1,2则 P(A ,3i3375P(B1|A1)?,P(B1|A2)?,P(B1|A3)?

101525137529(1) p?P(B1)??P(B1|Ai)?(??)?

310152590i?13 15

 


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