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统计
题目

设各零件的重量是随机变量,它们相互独立,且服从相同的分布,其数学期望为0.5kg,均方差为0.1kg,问5000只零件的总重量超过2510kg的概率是多少?(Phi(sqrt(2))=0.9214)保留4位小数第1空:

设各零件的重量是随机变量,它们相互独立,且服从相同的分布,其数学期望为0.5kg,均方差为0.1kg,问5000只零件的总重量超过2510kg的概率是多少?$(\Phi(\sqrt{2})=0.9214)$ 保留4位小数 第1空:

题目解答

答案

设 $ S $ 为5000只零件的总重量,由期望和方差的性质得: \[ E(S) = 5000 \times 0.5 = 2500 \text{ kg}, \quad \text{Var}(S) = 5000 \times (0.1)^2 = 50 \] 标准差为 $ \sigma(S) = \sqrt{50} = 5\sqrt{2} $。标准化 $ S $: \[ Z = \frac{S - 2500}{5\sqrt{2}} \] 求 $ P(S > 2510) $: \[ P\left(Z > \frac{2510 - 2500}{5\sqrt{2}}\right) = P\left(Z > \sqrt{2}\right) = 1 - \Phi(\sqrt{2}) \] 已知 $ \Phi(\sqrt{2}) = 0.9214 $,则: \[ P(Z > \sqrt{2}) = 1 - 0.9214 = 0.0786 \] **答案:** $\boxed{0.0786}$

解析

考查要点:本题主要考查中心极限定理的应用,涉及正态分布近似、标准化转换以及标准正态分布函数的计算。

解题核心思路:

  1. 确定总重量的期望与方差:利用独立同分布随机变量和的期望与方差性质。
  2. 应用中心极限定理:当零件数量足够大时,总重量近似服从正态分布。
  3. 标准化处理:将总重量转化为标准正态变量,利用给定的标准正态分布函数值计算概率。

破题关键点:

  • 正确计算总期望与方差:总期望为单个期望乘以数量,方差同理。
  • 标准化公式:将实际值转化为标准正态变量,注意分母为总重量的标准差。
  • 利用标准正态分布表:根据题目给出的$\Phi(\sqrt{2})$直接计算结果。

设$S$为5000只零件的总重量,根据题意:

  1. 计算总期望与方差:

    • 期望:$E(S) = 5000 \times 0.5 = 2500$ kg
    • 方差:$\text{Var}(S) = 5000 \times (0.1)^2 = 50$
    • 标准差:$\sigma(S) = \sqrt{50} = 5\sqrt{2}$
  2. 标准化处理:
    将总重量$S$标准化为标准正态变量$Z$:
    $Z = \frac{S - E(S)}{\sigma(S)} = \frac{S - 2500}{5\sqrt{2}}$

  3. 计算概率:

    • 需求概率为$P(S > 2510)$,转化为标准正态分布:
      $P\left(Z > \frac{2510 - 2500}{5\sqrt{2}}\right) = P\left(Z > \sqrt{2}\right)$
    • 利用标准正态分布函数$\Phi$:
      $P(Z > \sqrt{2}) = 1 - \Phi(\sqrt{2}) = 1 - 0.9214 = 0.0786$

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