概率论错题02

1-4

当x<0x<0时,F(x)=0F(x)=0.

当x≥2x\geq 2时,因为题目说射击都能中靶,所以F(x)=1F(x)=1.

当0<x<20<x<2时,F(x)=kπx2F(x)=k\pi x^2.

又∵\because分布函数是右连续的,∴limx→2+F(x)=4kπ=1\therefore\quad \underset{x\rightarrow2^+}{lim}F(x)=4k\pi=1

∴k=14πF(x)=x24\therefore\quad k=\frac{1}{4\pi}\quad F(x)=\frac{x^2}{4}.

综上,——

2-17

设需要配备N名工人,X为故障设备的台数,则X∼B(300,0.01)X\sim B(300,0.01),

故障但不能维修,即N<XN<X.

∴P(X>N)≤0.01\therefore P(X>N)\leq 0.01,∴P(x≤N)>0.99\therefore P(x\leq N)>0.99,

∵λ=np=3\because \lambda=np=3,由泊松定理知,P(X≤N)=∑Nk=0e−33kk!P(X\leq N)=\underset{k=0}{\overset{N}{\sum}}e^{-3}\frac{3^k}{k!},

∴P(X>N)=∑∞k=N+1e−33kk!\therefore P(X>N)=\underset{k=N+1}{\overset{\infty}{\sum}}e^{-3}\frac{3^k}{k!}

然后,查表得当N≥8N\geq 8时上式成立。

3-2

f(x)有两个性质,一个是f(x)>0,得到c>0(没有用)。

还有一个是积分等于1

先换元,令t=x−12t=x-\frac 1 2,

∫−∞∞f(x)dx=ce14∫−∞∞e−t2dt\int_{-\infty}^\infty f(x)dx=ce^{\frac 1 4}\int_{-\infty}^\infty e^{-t^2}dt

下面求解这个积分:∫−∞∞e−x2dx\int_{-\infty}^\infty e^{-x^2}dx.这是一个超越积分,直接求不行,但他的平方可求。

(∫−∞∞e−x2dx)2(\int_{-\infty}^\infty e^{-x^2}dx)^2

=∫−∞∞e−x2dx∫−∞∞e−y2dy=\int_{-\infty}^\infty e^{-x^2}dx\int_{-\infty}^\infty e^{-y^2}dy

=∫−∞∞∫−∞∞e−(x2+y2)dxdy=\int_{-\infty}^\infty\int_{-\infty}^\infty e^{-(x^2+y^2)}dxdy

=∫02π∫0∞e−r2rdrdθ=\int_0^{2\pi}\int_0^\infty e^{-r^2}rdrd\theta

=12∫02πdθ=π=\frac1 2 \int_0^{2\pi}d\theta=\pi

∴∫−∞∞e−x2dx=π\therefore \int_{-\infty}^\infty e^{-x^2}dx=\sqrt{\pi},

∴原式=ce14π=1\therefore 原式=ce^{\frac 1 4}\sqrt{\pi}=1, ∴c=e4π\therefore c=\frac{e^4}{\sqrt{\pi}}.

3-8

即这三个电子管寿命都大于150的概率。

P(X>150)=1−P(X≤150)=1−∫100150100x2dx=23P(X>150)=1-P(X\leq 150)=1-\int_{100}^{150}\frac{100}{x^2}dx=\frac 2 3

∴p=(23)3=827\therefore p=(\frac 2 3)^3=\frac 8 {27}

(注意积分上下限,和理解题意)

3-10

化为标准正态分布:

P(∣X−μ∣<σ)=P(∣Y∣<1)=Φ(1)−Φ(−1)P(|X-\mu|<\sigma)=P(|Y|<1)=\Phi(1)-\Phi(-1)

保持不变

4-2

X的取值为1,2,3……,所以Y的取值为-1,0,1

∴P(Y=−1)=P(X=3)+P(X=7)+P(X=11)+⋯\therefore P(Y=-1)=P(X=3)+P(X=7)+P(X=11)+\cdots

=123+127+1211+⋯=215=\frac{1}{2^3}+\frac{1}{2^7}+\frac{1}{2^{11}}+\cdots=\frac{2}{15}

P(Y=0)=P(X=2)+P(X=4)+P(X=6)+⋯P(Y=0)=P(X=2)+P(X=4)+P(X=6)+\cdots

=122+124+126+⋯=13=\frac{1}{2^2}+\frac{1}{2^4}+\frac{1}{2^6}+\cdots=\frac{1}{3}

P(Y=1)=1−P(Y=0)+P(Y=−1)=815P(Y=1)=1-P(Y=0)+P(Y=-1)=\frac 8 {15}

综上,…

4-8

这么精彩的推导,不好好看一看吗?

(1)当Y≤0Y\leq 0时,f(y)=0

当Y>0Y>0时,

FY(y)=P(Y≤y)=P(eX≤y)=P(X≤lny)=Φ(lny)F_Y(y)=P(Y\leq y)=P(e^X\leq y)=P(X\leq lny)=\Phi(lny)

∴fY(y)=FY′(y)=Φ′(lny)=12πye−(lny)22\therefore f_Y(y)=F_Y'(y)=\Phi'(lny)=\frac{1}{\sqrt{2\pi}y}e^{-\frac{(lny)^2}{2}}

综上,分段…

(2)

当Y<1Y<1时,fY(y)=0f_Y(y)=0,

当Y≥1Y\geq 1时,

FY(y)=P(Y≤y)=P(2X2+1≤y)F_Y(y)=P(Y\leq y)=P(2X^2+1\leq y)

=P(−y−12≤X≤y−12)=12π∫−y−12y−12e−x22dx=P(-\sqrt{\frac{y-1}{2}}\leq X\leq\sqrt{\frac{y-1}{2}})=\frac{1}{\sqrt{2\pi}}\int_{-\sqrt{\frac{y-1}{2}}}^{\sqrt{\frac{y-1}{2}}}e^{-\frac{x^2}{2}}dx

∴fY(y)=FY′(y)=12πe−y−14(14y−12+14y−12)\therefore f_Y(y)=F'_Y(y)=\frac{1}{\sqrt{2\pi}}e^{-\frac{y-1}{4}}(\frac{1}{4\sqrt{\frac{y-1}{2}}}+\frac{1}{4\sqrt{\frac{y-1}{2}}})

=12πe−y−1412y−12=12π(y−1)e−y−14=\frac{1}{\sqrt{2\pi}}e^{-\frac{y-1}{4}}\frac{1}{2\sqrt{\frac{y-1}{2}}}=\frac{1}{2\sqrt{\pi(y-1)}}e^{-\frac{y-1}{4}}

综上,分段…略

变上限函数的求导法则!!!

(3)与2同理,反而更简单

5-18

当X<−1X<-1时,F(X)=0F(X)=0,

当X>1X>1时,F(X)=1F(X)=1,

当X=−1X=-1时,F(X)=18F(X)=\frac 1 8,

当−1<X<1-1<X<1时,

F(X)=P(X≤x)=P(X≤−1)+P(−1<X<x)=18+k(x+1)F(X)=P(X\leq x)=P(X\leq-1)+P(-1<X<x)=\frac 1 8+k(x+1)

∴F(1−0)=18+2k=1−14=34\therefore F(1-0)=\frac 1 8+2k=1-\frac{1}{4}=\frac{3}{4}

∴k=516\therefore k=\frac 5{16}

∴F(X)=18+516(x+1)=5x+716\therefore F(X)=\frac 1 8+\frac 5{16}(x+1)=\frac{5x+7}{16}

最后,分段综述

这题就是讲究严谨,画画图,理一下思路

5-24

先全概率公式

=P(X=1)P(Y≤y∣X=1)+P(X=2)P(Y≤y∣X=2)=P(X=1)P(Y\leq y|X=1)+P(X=2)P(Y\leq y|X=2)

=12P(Y≤y∣X=1)+12P(Y≤y∣X=2)=\frac 1 2 P(Y\leq y|X=1)+\frac 1 2 P(Y\leq y|X=2)

当Y≤0Y\leq 0时,FY(y)=0,fY(y)=0F_Y(y)=0,f_Y(y)=0.

当Y>2Y>2时,FY(y)=1,fY(y)=0F_Y(y)=1,f_Y(y)=0.

当0<Y≤10<Y\leq 1时,

FY(y)=12y+12y2=3y4F_Y(y)=\frac 1 2 y+\frac 1 2 \frac y 2=\frac{3y} 4

fY(y)=34f_Y(y)=\frac 3 4

当1<Y≤21<Y\leq 2时,

FY(y)=0+12y2=y4F_Y(y)=0+\frac 1 2 \frac y 2=\frac y 4

fY(y)=14f_Y(y)=\frac 1 4

综上,分段。。。

离散的和连续的混合起来了,第一眼看上去有点懵,如果想不到用全概率公式的话,还真没什么思路。

5-28

由题意得,1≤Y≤21\leq Y\leq2,

∴当Y<1时,FY(y)=0\therefore 当Y<1时,F_Y(y)=0.当Y>2Y>2时,FY(y)=1F_Y(y)=1.

当1≤Y≤21\leq Y\leq2时,

FY(y)=P(Y≤y)=P(Y=1)+P(1<Y<y)F_Y(y)=P(Y\leq y)=P(Y=1)+P(1<Y<y)

=P(X≥2)+P(1<X<y)=P(X\geq 2)+P(1<X<y)

=∫2319x2dx+∫1y19x2dx=\int_2^3 \frac 1 9 x^2dx+\int_1^y \frac 1 9 x^2dx

=127(27−8+y3−1)=18+y327=\frac 1{27}(27-8+y^3-1)=\frac {18+y^3}{27}

综上,。。。

不要陷入思维的误区,去考虑当X取什么值时FYF_Y的变化。要从Y的取值范围入手,进行分类讨论。

5-37

本题的难点是,利用90分和60分那两个数据,反求μ\mu和σ\sigma.

同时,要有标准化的思想

∵P(X>90)=12526∴P(X≤90)=Φ(90−μσ)=514526\because P(X>90)=\frac{12}{526}\therefore P(X\leq 90)=\Phi(\frac{90-\mu}{\sigma})=\frac{514}{526}

反查表得:

90−μσ=2\frac{90-\mu}{\sigma}=2

同理,利用P(X<60)P(X<60)可得

60−μσ=1\frac{60-\mu}{\sigma}=1

即可联立解出μ=70\mu=70,σ=10\sigma=10

然后,就简单了,布响写辣。

5-38

1−α=1−P(∣X∣<x)=P(∣X∣≥x)1-\alpha=1-P(|X|< x)=P(|X|\geq x)

=P(X≥x)+P(X≤−x)=2P(X≥x)=P(X\geq x)+P(X\leq -x)=2P(X\geq x)

∴P(X≥x)=1−α2∴x=u1−α2\therefore P(X\geq x)=\frac{1-\alpha}{2}\therefore x=u_{\frac{1-\alpha}{2}}

这谁会啊,woc

5-40

∵∫−∞∞f(x)dx=a∫−∞0f1(x)dx+b∫0∞f2(x)dx\because \int_{-\infty}^{\infty}f(x)dx=a\int_{-\infty}^{0}f_1(x)dx+b\int_{0}^{\infty}f_2(x)dx

且

∫−∞0f1(x)dx=12\int_{-\infty}^{0}f_1(x)dx=\frac 1 2

∫0∞f2(x)dx=∫0314dx=34\int_{0}^{\infty}f_2(x)dx=\int_0^3\frac 1 4dx=\frac 3 4

∴a2+3b4=1\therefore \frac a 2+\frac {3b}4=1

5-42

快使用无记忆性大法!

P(Y≤a+1∣Y>a)=P(Y≤1)=1−e−1P(Y\leq a+1|Y>a)=P(Y\leq 1)=1-e^{-1}

乐

5-47

设X={蛋数},Y={鸡数},由全概率公式得

P(Y=n)=P(X=n)P(Y=n∣X=n)+P(X=n+1)P(Y=n∣X=n+1)+⋯P(Y=n)=P(X=n)P(Y=n|X=n)+P(X=n+1)P(Y=n|X=n+1)+\cdots

=λnn!e−λpn+λn+1(n+1)!e−λCn+1npnq+⋯=\frac{\lambda^n}{n!}e^{-\lambda}p^n+\frac{\lambda^{n+1}}{(n+1)!}e^{-\lambda}C_{n+1}^np^nq+\cdots

=(λp)nn!e−λ(1−q)=(λp)nn!e−λp=\frac{(\lambda p)^n}{n!}e^{-\lambda(1-q)}=\frac{(\lambda p)^n}{n!}e^{-\lambda p}

所以,Y∼P(λp)Y\sim P(\lambda p)


概率论错题02
http://halfatooth.github.io/2022/10/21/probability-021/
作者
lhs
发布于
2022年10月21日
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