13. (5.0分) 设随机变量X~N(1/4,9),以Y表示对X的5次独立重复观察中“X≤1/4”出现的次数,则P(Y=2)=____。A. 5/16B. 11/16C. 1/16D. 1/32
A. 5/16
B. 11/16
C. 1/16
D. 1/32
题目解答
答案
解析
本题主要考查正态分布、二项分布的概率计算,具体步骤如下:
步骤1:确定随机变量Y的分布
题目中,$Y$表示对$X$的5次独立重复观察中“$X \leq 1/4$”出现的次数。每次观察中,“$X \leq 1/4$”是一个伯努利试验(只有“成功”或“失败”两种结果),且5次观察独立,因此$Y$服从二项分布$Y \sim B(n,p)$,其中:
- $n=5$(试验次数),
- $p=P(X \leq 1/4)$(每次试验“成功”的概率)。
步骤2:计算$p=P(X \leq 1/4)$
已知$X \sim N(\mu, \sigma^2)$,其中$\mu=1/4$(均值怠?),$\sigma^2=9$(方差),故$\sigma=3$(标准差)。
对于正态分布$X \sim N(\mu, \sigma^2)$,有$P(X \leq \mu)=\frac{1}{2}$(正态分布关于均值对称)。
因此:
$p=P(X \leq 1/4)=P(X \leq \mu)=\frac{1}{2}$
步骤3:计算$P(Y=2)$
二项分布的概率公式为:
$P(Y=k)=C_n^k p^k (1-p)^{n-k}$
代入$n=5$,$k=2$,$p=1/2$:
$P(Y=2)=C_5^2 \left(\frac{1}{2}\right)^2 \left(\frac{1}{2}\right)^{5-2}$
计算组合数$C_5^2=\frac{5!}{2!(5-2)!}=\frac{5 \times 4}{2 \times 1}=10$,代入得:
$P(Y=2)=10 \times \left(\frac{1}{2}\right)^5=10 \times \frac{1}{32}=\frac{10}{32}=\frac{5}{16}$