题目
一大楼装有5个同类型的供水设备.调查表明在任一时刻,每个设备被使用的概率为0.1,问在同一时刻(1)恰有2个设备被使用的概率是多少?(2)至少有3个设备被使用的概率是多少?(3)至多有3个设备被使用的概率是多少?(4)至少有一个设备被使用的概率是多少?
一大楼装有5个同类型的供水设备.调查表明在任一时刻,每个设备被使用的概率为0.1,问在同一时刻
(1)恰有2个设备被使用的概率是多少?
(2)至少有3个设备被使用的概率是多少?
(3)至多有3个设备被使用的概率是多少?
(4)至少有一个设备被使用的概率是多少?
题目解答
答案
(1)
答:恰有2个设备被使用的概率是0.0729。
(2)
答:至少有3个设备被使用的概率是0.00856。
(3)
答:至多有3个设备被使用的概率是0.99954。
(4)
答:至少有1个设备被使用的概率是0.40951。
解析
步骤 1:确定二项分布的参数
- n = 5(设备数量)
- p = 0.1(每个设备被使用的概率)
- q = 1 - p = 0.9(每个设备未被使用的概率)
步骤 2:计算恰有2个设备被使用的概率
- 使用二项分布公式:$P(X=k) = C(n, k) \times p^k \times q^{n-k}$
- 其中,$C(n, k)$是组合数,表示从n个不同元素中取出k个元素的组合数。
- 对于k=2,$P(X=2) = C(5, 2) \times 0.1^2 \times 0.9^{5-2}$
- 计算组合数$C(5, 2) = \frac{5!}{2!(5-2)!} = 10$
- 因此,$P(X=2) = 10 \times 0.1^2 \times 0.9^3 = 0.0729$
步骤 3:计算至少有3个设备被使用的概率
- 这个概率等于3个、4个或5个设备被使用的概率之和。
- $P(X \geq 3) = P(X=3) + P(X=4) + P(X=5)$
- 分别计算每个概率并相加。
- $P(X=3) = C(5, 3) \times 0.1^3 \times 0.9^2 = 10 \times 0.1^3 \times 0.9^2 = 0.0081$
- $P(X=4) = C(5, 4) \times 0.1^4 \times 0.9^1 = 5 \times 0.1^4 \times 0.9 = 0.00045$
- $P(X=5) = C(5, 5) \times 0.1^5 \times 0.9^0 = 1 \times 0.1^5 = 0.00001$
- 因此,$P(X \geq 3) = 0.0081 + 0.00045 + 0.00001 = 0.00856$
步骤 4:计算至多有3个设备被使用的概率
- 这个概率等于0个、1个、2个或3个设备被使用的概率之和。
- $P(X \leq 3) = P(X=0) + P(X=1) + P(X=2) + P(X=3)$
- 分别计算每个概率并相加。
- $P(X=0) = C(5, 0) \times 0.1^0 \times 0.9^5 = 1 \times 0.9^5 = 0.59049$
- $P(X=1) = C(5, 1) \times 0.1^1 \times 0.9^4 = 5 \times 0.1 \times 0.9^4 = 0.32805$
- $P(X=2) = 0.0729$(已计算)
- $P(X=3) = 0.0081$(已计算)
- 因此,$P(X \leq 3) = 0.59049 + 0.32805 + 0.0729 + 0.0081 = 0.99954$
步骤 5:计算至少有一个设备被使用的概率
- 这个概率等于1减去没有设备被使用的概率。
- $P(X \geq 1) = 1 - P(X=0)$
- $P(X=0) = 0.59049$(已计算)
- 因此,$P(X \geq 1) = 1 - 0.59049 = 0.40951$
- n = 5(设备数量)
- p = 0.1(每个设备被使用的概率)
- q = 1 - p = 0.9(每个设备未被使用的概率)
步骤 2:计算恰有2个设备被使用的概率
- 使用二项分布公式:$P(X=k) = C(n, k) \times p^k \times q^{n-k}$
- 其中,$C(n, k)$是组合数,表示从n个不同元素中取出k个元素的组合数。
- 对于k=2,$P(X=2) = C(5, 2) \times 0.1^2 \times 0.9^{5-2}$
- 计算组合数$C(5, 2) = \frac{5!}{2!(5-2)!} = 10$
- 因此,$P(X=2) = 10 \times 0.1^2 \times 0.9^3 = 0.0729$
步骤 3:计算至少有3个设备被使用的概率
- 这个概率等于3个、4个或5个设备被使用的概率之和。
- $P(X \geq 3) = P(X=3) + P(X=4) + P(X=5)$
- 分别计算每个概率并相加。
- $P(X=3) = C(5, 3) \times 0.1^3 \times 0.9^2 = 10 \times 0.1^3 \times 0.9^2 = 0.0081$
- $P(X=4) = C(5, 4) \times 0.1^4 \times 0.9^1 = 5 \times 0.1^4 \times 0.9 = 0.00045$
- $P(X=5) = C(5, 5) \times 0.1^5 \times 0.9^0 = 1 \times 0.1^5 = 0.00001$
- 因此,$P(X \geq 3) = 0.0081 + 0.00045 + 0.00001 = 0.00856$
步骤 4:计算至多有3个设备被使用的概率
- 这个概率等于0个、1个、2个或3个设备被使用的概率之和。
- $P(X \leq 3) = P(X=0) + P(X=1) + P(X=2) + P(X=3)$
- 分别计算每个概率并相加。
- $P(X=0) = C(5, 0) \times 0.1^0 \times 0.9^5 = 1 \times 0.9^5 = 0.59049$
- $P(X=1) = C(5, 1) \times 0.1^1 \times 0.9^4 = 5 \times 0.1 \times 0.9^4 = 0.32805$
- $P(X=2) = 0.0729$(已计算)
- $P(X=3) = 0.0081$(已计算)
- 因此,$P(X \leq 3) = 0.59049 + 0.32805 + 0.0729 + 0.0081 = 0.99954$
步骤 5:计算至少有一个设备被使用的概率
- 这个概率等于1减去没有设备被使用的概率。
- $P(X \geq 1) = 1 - P(X=0)$
- $P(X=0) = 0.59049$(已计算)
- 因此,$P(X \geq 1) = 1 - 0.59049 = 0.40951$