题目
的优劣。-|||-2.设某地在长为t年的时间内发生蝗灾的次数N(t)服从于参数为-|||-lambda t(lambda gt 0) 的泊松分布,设T表示相邻两次蝗虫灾害之间的时间间隔。(1)-|||-求T的分布函数;(2)求连续 (agt 0) 年无蝗虫灾害的概率。(3)已知-|||-过去连续 (tgt 0) 年无蝗虫灾害,求在未来 (agt 0) 年内无蝗虫灾害的-|||-概率。

题目解答
答案
15.设某地在任何长为t(周)的时间内发生地震的次数N(t)服从参数t的泊松分布。
(1)设T 表示直到下一次地震发生所需的时间(单位:周),求T 的概率分布。
(2)求在相邻两周内至少发生3 次地震的概率。
(3)求在连续8 周无地震的条件下,在未来8 周仍无地震的概率。
(1)T是非负随机变量,当t0,时,F(t)=P(T设t0,则事件Tt与N(t)=0等价当t=0时有F(t)=P(T=t)=1-Tt=1-e(-t)所以T服从参数为的指数分布。
(2)因为相邻2周,所以t=2所以相邻两周内至少发生3 次地震的概率。
(1)设T 表示直到下一次地震发生所需的时间(单位:周),求T 的概率分布。
(2)求在相邻两周内至少发生3 次地震的概率。
(3)求在连续8 周无地震的条件下,在未来8 周仍无地震的概率。
(1)T是非负随机变量,当t0,时,F(t)=P(T设t0,则事件Tt与N(t)=0等价当t=0时有F(t)=P(T=t)=1-Tt=1-e(-t)所以T服从参数为的指数分布。
(2)因为相邻2周,所以t=2所以相邻两周内至少发生3 次地震的概率。
解析
考查要点:本题主要考查泊松过程的性质及其应用,特别是指数分布的推导和无记忆性的理解。
解题核心思路:
- 泊松过程的事件发生次数服从泊松分布,且事件发生的时间间隔服从指数分布。
- 连续无事件时间的概率可通过指数分布的生存函数直接计算。
- 利用泊松过程的无记忆性,条件概率可简化为无条件概率。
破题关键点:
- 事件间隔时间的分布:通过泊松分布的无事件概率推导指数分布。
- 无记忆性的应用:已知过去无事件的时间,未来无事件的概率与过去无关。
(1)求T的分布函数
定义分布函数
设$T$为相邻两次蝗灾的时间间隔,其分布函数为$F(t) = P(T \leq t)$。
利用泊松分布性质
事件$T \leq t$等价于“在时间区间$(0, t]$内至少发生1次蝗灾”,即$N(t) \geq 1$。因此:
$F(t) = P(N(t) \geq 1) = 1 - P(N(t) = 0).$
计算无事件概率
$N(t)$服从参数为$\lambda t$的泊松分布,故:
$P(N(t) = 0) = e^{-\lambda t}.$
得出分布函数
代入得:
$F(t) = 1 - e^{-\lambda t} \quad (t \geq 0).$
因此,$T$服从参数为$\lambda$的指数分布。
(2)求连续$a$年无蝗虫灾害的概率
直接应用指数分布
连续$a$年无蝗灾等价于$T > a$,概率为:
$P(T > a) = e^{-\lambda a}.$
(3)条件概率计算
无记忆性应用
已知过去$t$年无蝗灾,未来$a$年仍无蝗灾的概率为:
$P(T > t + a \mid T > t) = \frac{P(T > t + a)}{P(T > t)}.$
化简表达式
由指数分布的无记忆性:
$P(T > t + a \mid T > t) = P(T > a) = e^{-\lambda a}.$