填空题(共5题,20.0分)16.(4.0分)已知随机变量X服从参数为λ的泊松分布,且P(X=1)=6P(X=3),则λ=____.
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查泊松分布的概率公式及其参数求解,需要学生掌握泊松分布的概率质量函数,并能根据给定条件建立方程求解参数。
解题核心思路:
- 写出泊松分布的概率表达式,分别代入$X=1$和$X=3$的情况。
- 建立方程$P(X=1) = 6P(X=3)$,通过代数变形化简方程。
- 排除不符合泊松分布参数条件的解($\lambda$必须为正数)。
破题关键点:
- 正确写出泊松分布的公式,注意分母的阶乘项。
- 消去公共因子$e^{-\lambda}$简化方程。
- 验证解的合理性,确保$\lambda$为正数。
泊松分布的概率质量函数为:
$P(X = k) = \frac{e^{-\lambda} \lambda^k}{k!}$
步骤1:写出$P(X=1)$和$P(X=3)$的表达式
- 当$k=1$时:
$P(X=1) = \frac{e^{-\lambda} \lambda^1}{1!} = e^{-\lambda} \lambda$ - 当$k=3$时:
$P(X=3) = \frac{e^{-\lambda} \lambda^3}{3!} = \frac{e^{-\lambda} \lambda^3}{6}$
步骤2:根据条件建立方程
题目给出$P(X=1) = 6P(X=3)$,代入表达式:
$e^{-\lambda} \lambda = 6 \cdot \frac{e^{-\lambda} \lambda^3}{6}$
化简得:
$\lambda = \lambda^3$
步骤3:解方程并筛选合理解
将方程变形为:
$\lambda^3 - \lambda = 0 \implies \lambda (\lambda^2 - 1) = 0 \implies \lambda (\lambda - 1)(\lambda + 1) = 0$
解得:
$\lambda = 0, \quad \lambda = 1, \quad \lambda = -1$
由于泊松分布的参数$\lambda$必须为正数,故排除$\lambda = 0$和$\lambda = -1$,最终得:
$\lambda = 1$
验证:
将$\lambda = 1$代入原条件:
$P(X=1) = e^{-1} \cdot 1 = \frac{1}{e}, \quad P(X=3) = \frac{e^{-1} \cdot 1^3}{6} = \frac{1}{6e}$
显然$P(X=1) = 6 \cdot \frac{1}{6e} = \frac{1}{e}$,条件成立。