概率论与数理统计习题及答案1-7章 -(3)

2020-04-17 04:19

C33!3P(A1)?43?

48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?

416因此 P(A2)?1?P(A1)?P(A3)?1?319?? 8161621C194C3C3或 P(A2)? ?4316 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

P(A)?1?P(C) 2由2n重贝努里试验中正面出现n次的概率为

n1n1nP(C)?C2n()()

2211n 故 P(A)?[1?C2n2n]

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)=(甲

≤乙正)=(n+1甲反≤n乙反)

=(甲反≥1+乙反)=(甲反>乙反)

由对称性知P(甲正>乙正)=P(甲反>乙反) 因此P(甲正>乙正)=

1 2thing):若P(A|C)≥P(B|C),P(A|C)≥P(B|C),则P(A)≥P(B).

46.?证明“确定的原则”(Sure【证】由P(A|C)≥P(B|C),得

11

P(AC)P(BC)?,

P(C)P(C)即有 P(AC)?P(BC) P(B|C),

同理由 P(A|C)?得 P(AC)?故 P(A)?P(BC),

P(AC)?P(AC)?P(BC)?P(BC)?P(B)

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?)kn?P(Ai1Ai2?Ain?1)?(1?其中i1,i2,?,in1

n?1k)n是1,2,?,n中的任n1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?1S2??Sn?1?Sn?0P(?Ai)?S1?S2?S3???(?1)n?1Sni?1n1?i1?i2??in?1?nn2k2P(AA)?C(1?)?ijnn1?i?j?n

?n?1P(Ai1Ai2?Ain?1)?Cn(1?n?1k)n ?Cn(1?故所求概率为

11k2kn?1knn?1)?C2(1?)???(?1)C(1?) nnnnn1k2in?1kn?1n?12(?1)C(1?) 1?P(?Ai)?1?C1(1?)?C(1?)???nnni?1nnnn48.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}

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

2P(AB)P(B)P(A|B)?P(A)P(B)P(A|B)?P(B)P(A|B)则由贝叶斯公式知

P(B|A)?

m1?rmm?n2 ??rm1nm?2n?r??1m?n2m?n

50.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?? 【解】以B1、B2记火柴取自不同两盒的事件,则有P(B1)?剩r根,说明已取了2nP(B2)?1.(1)发现一盒已空,另一盒恰2r次取自B2盒,第2nr+1次拿起

r次,设n次取自B1盒(已空),nr次火柴视作2nB1,发现已空。把取2nr重贝努里试验,则所求概率为

1n1n?r11np1?2Cn()()??C2n?rn?r22222r?r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2nr1次取火柴,有n1次取自B1盒,nr次取自B2盒,第2nr次取自B1盒,

故概率为

1n?11n?r112n?r?1n?1n?1 p2?2C2()()?C()n?r?12n?r?1222251.?求n重贝努里试验中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?122n?2nn0(q?p)n?C0pq?Cpq?Cpq???Cnnnnpq?1 0n1n?12n?2n0(q?p)n?C0?C2???(?1)nCnnpq?Cnpqnpqnpq

以上两式相减得所求概率为

n?13n?3p1?C1?C3?? npqnpq1?[1?(q?p)n] 2

13

1?[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)}的值. A+B)

【解】因为(A∪B)∩(A∪B)=AB∪

AB

A∪B)∩(A∪B)=AB∪AB

所求 (A?B)(A?B)(A?B)(A?B) ? ?[(AB? ??

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:?

AB)?(AB?AB)]

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)

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

244454.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). 【解】 P(AB)?P(A?B)?1?P(A?B)?1 ① 9P(AB)?P(AB) ②

故 P(A)?P(AB)?P(B)?P(AB)

P(B) ③

故 P(A)?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)] ?[1?P(A)]

故 1?P(A)22??1 314

故 P(A)?即P(A)=

24或P(A)?(舍去) 332. 32ax?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

55.随机地向半圆0

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?? 【解】利用几何概率来求,图中半圆面积为

1πa.阴影部分面积为 2π212a?a 422

故所求概率为

π212a?a2?1?1

p?4122ππa256.?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)1P(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.

则 P(Ai)?1,i?1,2,3 3P(B1|A1)?3375 ,P(B1|A2)?,P(B1|A3)?101525(1)

137529p?P(B1)??P(B1|Ai)?(??)?

310152590i?1?P(B1|B2)?3(2) qP(B1B2)P(B2)

而 P(B2)??P(B2|Ai)P(Ai)

i?1 15


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