概率论与数理统计习题答案NQ(8)

2019-06-11 22:52

当u>0时

fη(u)????????u0f(u?y)fξ(y)dy13?(u?y)?y(u?y)e?yedy 6u?u?e1205所以η的概率密度为

?u5?ue?fη(u)??120?0?u?0u?0

22.[二十二] 设某种型号的电子管的寿命(以小时计)近似地服从N(160,202)分布。随机地选取4只求其中没有一只寿命小于180小时的概率。

解:设X1,X2,X3,X4为4只电子管的寿命,它们相互独立,同分布,其概率密度为:

fT(t)?12π?20?(t?160)2?2022e

1180??f{X?180}?FX(180)?t?1602012?20u2?(t?160)2?2022dt令?u12??1??e?2du??(180?6020

)查表0.8413设N=min{X1,X2,X3,X 4}

P {N>180}=P {X1>180, X2>180, X3>180, X4>180}

=P {X>180}4={1-p[X<180]}4= (0.1587)4=0.00063 27.[二十八] 设随机变量(X,Y)的分布律为 X Y 0 1 2 3 0 0 0.01 0.01 0.01 1 0.01 0.02 0.03 0.02 2 0.03 0.04 0.05 0.04 3 0.05 0.05 0.05 0.06 4 0.07 0.06 0.05 0.06 5 0.09 0.08 0.06 0.05 (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 解:(1)由条件概率公式

P {X=2|Y=2}= = =

同理

P {Y=3|X=0}=

P{X?2,Y?2}P{Y?2}

0.05

0.01?0.03?0.05?0.05?0.05?0.080.05?0.2 0.251 3(2)变量V=max{X, Y }

显然V是一随机变量,其取值为 V:0 1 2 3 4 5

P {V=0}=P {X=0 Y=0}=0

P {V=1}=P {X=1,Y=0}+ P {X=1,Y=1}+ P {X=0,Y=1} =0.01+0.02+0.01=0.04

P {V=2}=P {X=2,Y=0}+ P {X=2,Y=1}+ P {X=2,Y=2} +P {Y=2, X=0}+ P {Y=2, X=1} =0.03+0.04+0.05+0.01+0.03=0.16

P {V=3}=P {X=3,Y=0}+ P {X=3,Y=1}+ P {X=3,Y=2}+ P {X=3,Y=3} +P {Y=3, X=0}+ P {Y=3, X=1}+ P {Y=3, X=2} =0.05+0.05+0.05+0.06+0.01+0.02+0.04=0.28

P {V=4}=P {X=4,Y=0}+ P {X=4,Y=1}+ P {X=4,Y=2}+ P {X=4,Y=3} =0.07+0.06+0.05+0.06=0.24

P {V=5}=P {X=5,Y=0}+ ?? + P {X=5,Y=3} =0.09+0.08+0.06+0.05=0.28 (3)显然U的取值为0,1,2,3

P {U=0}=P {X=0,Y=0}+??+ P {X=0,Y=3}+ P {Y=0,X=1}

+ ?? + P {Y=0,X=5}=0.28

同理 P {U=1}=0.30 P {U=2}=0.25 P {U=3}=0.17 或缩写成表格形式

(2) (3)

V Pk U Pk

0 0

1

2

3

4

5

0.04 0.16 0.28 0.24 0.28 0 0.28

1 0.30

2 0.25

3 0.17

(4)W=V+U显然W的取值为0,1,??8 P{W=0}=P{V=0 U=0}=0

P{W=1}=P{V=0, U=1}+P{V=1U=0}

∵ V=max{X,Y}=0又U=min{X,Y}=1不可能 上式中的P{V=0,U=1}=0,

又 P{V=1 U=0}=P{X=1 Y=0}+P{X=0 Y=1}=0.2 故 P{W=1}=P{V=0, U=1}+P{V=1,U=0}=0.2

P{W=2}=P{V+U=2}= P{V=2, U=0}+ P{V=1,U=1} = P{X=2 Y=0}+ P{X=0 Y=2}+P{X=1 Y=1}

=0.03+0.01+0.02=0.06

P{W=3}=P{V+U=3}= P{V=3, U=0}+ P{V=2,U=1} = P{X=3 Y=0}+ P{X=0,Y=3}+P{X=2,Y=1} + P{X=1,Y=2} =0.05+0.01+0.04+0.03=0.13 P{W=4}= P{V=4, U=0}+ P{V=3,U=1}+P{V=2,U=2} =P{X=4 Y=0}+ P{X=3,Y=1}+P{X=1,Y=3} + P{X=2,Y=2} =0.19

P{W=5}= P{V+U=5}=P{V=5, U=0}+ P{V=5,U=1}

+P{V=3,U=2} =P{X=5 Y=0}+ P{X=5,Y=1} +P{X=3,Y=2}+ P{X=2,Y=3} =0.24

P{W=6}= P{V+U=6}=P{V=5, U=1}+ P{V=4,U=2}

+P{V=3,U=3} =P{X=5,Y=1}+ P{X=4,Y=2} +P{X=3,Y=3} =0.19

P{W=7}= P{V+U=7}=P{V=5, U=2}+ P{V=4,U=3}

=P{V=5,U=2} +P{X=4,Y=3}=0.6+0.6=0.12

P{W=8}= P{V+U=8}=P{V=5, U=3}+ P{X=5,Y=3}=0.05 或列表为 W P

0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

0.02 0.06 0.13 0.19 0.24 0.19 0.12 0.05

[二十一] 设随机变量(X,Y)的概率密度为

?be?(x?y),?f(x,y)???,?00?x?1,0?y???其它

(1)试确定常数b;(2)求边缘概率密度fX (x),fY (y) (3)求函数U=max (X, Y)的分布函数。 解:(1)1?????1????????f(x,y)dydx???00be?(x?y)dydx?b[1?e?1]

∴ b? (2)fX(x)?11?e?1

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

x?0或x?10?x?1?0??x ?????(x?y)edy?,?1?0be1?e??

fY(y)??????f(x,y)dxy?0 y?0

,?0???1?(x?y)?ybedx?e??0?(3)Fu (ω)=P {U ≤ u}=P {max(X,Y)?u)=P {X ≤ u, Y ≤ u} =F (u, u)= u<0, FU (u) = 0

0?u?1,FU(u)?u????uuu??f(x,y)dxdy

??0u0be?(x?y)dxdy?(1?e?u)21?e?u?1

u?1,FU(u)???010be?(x?y)dxdy?1?e

第四章

2.[二] 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). P (X=0)=?0.26390×0.73614

???×

?0??4?查二项分布表

=0.2936.

P (X=1)=?0.26391×0.73613=0.4210, P (X=2)= ?0.26392×0.73612=0.2264. ?1??×?2??×

?????4??4?P (X=3)=?×0.2639×0.7361=0.0541, P (X=4)= ?×0.2639×0.7361=0.0049.从而 ?3???4???????4?3

?4?0

E (X)=np=4×0.2639=1.0556

3.[三] 有3只球,4只盒子,盒子的编号为1,2,3,4,将球逐个独立地,随机地放入4只盒子中去。设X为在其中至少有一只球的盒子的最小号码(例如X=3表示第1号,第2号盒子是空的,第3号盒子至少有一只球),求E (X)。

∵ 事件 {X=1}={一只球装入一号盒,两只球装入非一号盒}+{两只球装入一号盒,一只球装入非一号盒}+{三只球均装入一号盒}(右边三个事件两两互斥)

1?3?3?1?37?1? P(X?1)?3?????3????????4?4?4?4?64?4?223∵事件“X=2”=“一只球装入二号盒,两只球装入三号或四号盒”+“两只球装二号盒,一只球装入三或四号盒”+“三只球装入二号盒”

1?2?2?1?19?1? P(X?2)?3?????3????????4?4?44464????1?1?1?1?7?1? P(X?3)?3?????3????????4?4?4?4?64?4?1?1? P(X?4)????464??E(X)?1?37197125?2??3??4?? 64646464163223223同理:

5.[五] 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

1?x,0?x?1500?(1500)2???1f(x)??(x?3000),1500?x?1500 2(1500)?其他?0??求E (X) 解:E(X)??????xf(x)dx


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