中国石油大学随机数据处理方法(第三版)答案(4)

2018-12-25 23:17

P{X??28};P{X??15}。

13?1010?10?X?13}??()??()

223 ??()?0.5?0.9332?0.5?0.4332

2解:P{1013?10?13}?1?P{X?13}?1??()

23 ?1??()?1?0.9332?0.0668

2 P{X12?108?10X?10|?2}?P{8?X?12}??()??()

22 ??(1)??(?1)?2?(1)?1?2?0.8413?1?0.6826

P{|?28?10)??(?19)?0 2?1.5?10)?1 P{X??1.5}?1?P{X??1.5}?1??(214.设测量从某地到某目标的距离时,带有的随机误差X具有分布密度

21e?(x?20)/3200 f(x)?402? P{X??28}??((1)求测量误差的绝对值不超过30的概率;(2)如果接连测量三次,各次测量是相互独立的,求至少有一次误差的绝对值不超过30的概率。

30?20?30?20)??() 4040 ??(0.25)??(?1.25)??(0.25)??(1.25)?1

解:(1)P{|X|?30}?P{?30?X?30}??( ?0.5987?0.8944?1?0.4931

(2)设Y表示3次独立重复测量中事件{X?30}出现的次数,则Y服从二项分布,即

}。 ,从而问题化为求P{Y?1Y~B(3,0.4931) P{Y?1}?1?P{Y?1}?1?P{Y?0}

00 ?1?C3(0.4931) 15.在电源电压不超过200、2000.1、0.001和0.2,假定电源电压

(1?0.4931)3?0.8698

~240和超过240伏三种情况下,某种电子元件埙坏的概率分别为

~240伏内的概率?(1)该电子元件被埙坏的概率?; X~N(220,252),试求:

(2)电子元件被埙坏时,电源电压在200 分析:电子元件被埙坏时,电源电压只可能是不超过200、200因此(1)属于全概率问题;(2)属于条件概率问题。 解:设A1:“电源电压不超过200伏”; 由于

~240和超过240伏三种情况下之一,

A2:“电源电压在200~240伏”;

“电源电压超过240伏”; B:“电子元件被埙坏”。 A3:

X~N(220,252),所以

16

200?220)

25 ??(?0.8)?1??(0.8)?1?0.788?0.212

P(A1)?P{X?200}?F(200)??(240?220200?220)??()

2525 ??(0.8)??(?0.8)?2?(0.8)?1?0.576

P(A2)?P{200?X?240}??( P(A3)?或 P(A3)P{X?240}?1??(240?220)?1??(0.8)?1?0.788?0.212

25?1?P(A1)?P(A2)?0.212

A1)?0.1,P(B|A2)?0.001,P(B|A3)?0.2,所以由全概率公式 ?P(B)??P(Ai)P(B|Ai)

i?13 由题设P(B| ? ?0.212?0.1?0.576?0.001?0.212?0.2?0.0642 由条件概率公式 ??P(A2|B)?P(A2)P(B|A2)0.576?0.001??0.009

P(B)0.064216.随机向量(X,Y)的分布密度为

??A(R?x2?y2),x2?y2?R2f(x,y)???0,x2?y2?R2?

求(1)系数

222A;(2)(X,Y)落在圆x?y?r(r?R)内的概率。

解:(1)由归一性, 1???Gf(x,y)dxdy??d??A(R?r)rdr

002?R1213RA?R3 ?2A?(Rr?r)|0?2333得A?。 3?R(2)P{(X,Y)?D}?2

x?y2?r2??f(x,y)dxdy??d??02?3(R?r)rdr

0?R3r61213r3r22r(1?) ?3(Rr?r)|0?2233RRR17.(X,Y)只取下列数组中的值(0,0),(-1,1),(-1,1/3),(2,0),其相应的概率依次为1/6,

1/3,1/12,5/12,试列出(X,Y)的概率分布表,并求出关于Y的边缘分布。

解:(X,Y)的概率分布表为

Y X -1 0 2 0 0 1/6 5/12 1/3 1/12 0 0 17

1 1/3 0 0 关于Y的边缘分布为

Y 0 1/3 1

pk 7/12 1/12 1/3 18.袋中装有标有号码1,2,2的三只球,从袋中任取一球后不再放回,然后再从袋中任取一球,以X、

Y分别表示第一次、第二次取得球上的号码。求X和Y的联合概率分布。

(X,Y)解:的所有可能取值为(1,2)、(2,1)、(2,2),由概率乘法公式得

11p12?P{X?1,Y?2}??1?

33211 p21?P{X?2,Y?1}????p22

323 此外{X?1,Y?1}是不可能事件,所以p11?0,于是(X,Y)的概率分布表为

Y X 1 2 1 0 1/3 2 1/3 1/3 0?y?2,?C,0?x?1,(X,Y) 19.设的概率密度为f(x,y)??求:

0,其它,?(1)常数C;

(2)(X,Y)关于

X、Y的边缘概率密度;

(3)随机变量X与Y是否相互独立,为什么? 解:(1)由归一性 1?解得C??????f(x,y)dxdy?C?0dx?0dy?2C

fX(x)????f(x,y)dy???????12?1/2

(2)

12dy?1(x?0) ?02所以

?1,fX(x)???0,????x?0 x?0(y?0)

fY(y)??所以

111f(x,y)dx??dx?202?1/2,fY(y)???0,y?0 y?0与Y相互独立。

(3)由于

fX(x)fY(y)?f(x,y),故随机变量XX,Y)的分布函数

xy) F(x,y)?A(B?arctan)(C?arctan2320.设随机向量(

18

A、B、C;

(2)(X,Y)的分布密度;

求:(1)系数

(3)边缘分布密度。

解:(1)由分布函数性质

y???limF(x,y)?A(B?arctanx?)(C?)?0 (1) 22y)?0 (2) 3

x???limF(x,y)?A(B??2)(C?arctan

limF(x,y)?A(B?)(C?)?1 (3) x???22y??????由(1)得C函数为

F(x,y)?2,由(2)得B??2,代入(3)得

A?1?2。故随机向量(

X,Y)的分布

?1?x?y(?arctan)(?arctan) 22223?(2)由分布函数性质(4)知

?2F(x,y)16 f(x,y)??222?x?y?(4?x)(9?y)(3)

fX(x)??f(x,y)dy?????6dy

2?22???(4?x)(9?y)??1 ?2

?(4?x2)????

fY(y)??f(x,y)dx?3 2?(9?y)6dx

2?22???(4?x)(9?y)??1 ? 21.设二维随机变量(X,Y)的概率分布为

0?y?x?4.8y(2?x),0?x?1, f(x,y)??0,其它?fX(x)、fY(y)。

求随机变量X和Y的边缘分布密度

分析:二维随机变量(X,Y)关于随机变量X和Y的边缘概率密度,可应用(2-10)式和(2-11)式求得。

解:(1)如图2-4,由(2-10)式知,当0???xx?1时 y

fX(x)=?f(x,y)dy??4.8y(2?x)dy y?x ??0 19

12 ?4.8(2?x)?y2其它情形

x0?2.4(2?x)x2 fX(x)均为零,故X的边缘概率密度为 o 1 x

?2.4(x?2)x2,0?x?1 图2-4 fX(x)=?0,其它?y?1时

??1 同理,当0?

fY(y)=?f(x,y)dx??4.8y(2?x)dx

??y ?4.8y[? 其它情形

11(2?x)2]y?2.4y(3?4y?y2) 2的边缘分布密度为

fY(y)均为零,故Y

?2.4y(3?4y?y2),0?y?1 fY(y)??0,其它?(X,Y) 22.设的分布密度为

?1,y?x,0?x?1 f(x,y)??其它?0,(1)求条件分布密度

(2)判断X,Y是否独立。 fX|Y(x|y)及fY|X(y|x);

分析:条件分布密度

fX|Y(x|y)及fY|X(y|x),可由(2-17)及(2-19)式求得,这就需先求关

于X、Y的边缘概率分布。 解:(1)

f(x,y)的非零取值区域如图2-5阴影部分,由(2-10)式,当0?x?1时,

其它情况

fX(x)=?????f(x,y)dy??dy?2x

?xxfX(x)均为零,故关于X的边缘分布密度为 y y?x

?2x,0?x?1 fX(x)??0,其它?x?1时,Y的条件分布密度为 o 1 x 由(2-19)式知,当0?

?1?,y?xfY|X(y|x)??2x y??x ??0,其它 同理,由(2-11)式 图2-5

20


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