题目
设随机变量 X 满足:E(X)=mu,D(X)=sigma^2,则由切比雪夫不等式,有 p|X-mu|( )A. (3)/(4)B. (15)/(16)C. (1)/(9)D. (1)/(16)
设随机变量 $X$ 满足:$E(X)=\mu,D(X)=\sigma^2$,则由切比雪夫不等式,有 $p\{|X-\mu|<4\sigma\}>( )$
A. $\frac{3}{4}$
B. $\frac{15}{16}$
C. $\frac{1}{9}$
D. $\frac{1}{16}$
题目解答
答案
B. $\frac{15}{16}$
解析
本题考查切比雪夫不等式的应用。解题思路是先明确切比雪夫不等式的公式,再将题目中的条件代入公式进行计算。
切比雪夫不等式为:设随机变量$X$的数学期望$E(X)=\mu$,方差$D(X)=\sigma^{2}$,则对于任意的正数$\varepsilon$,有$P\{|X - \mu| \geq \varepsilon\} \leq \frac{D(X)}{\varepsilon^{2}}$,同时$P\{|X - \mu| < \varepsilon\} = 1 - P\{|X - \mu| \geq \varepsilon\}$。
已知$E(X)=\mu$,$D(X)=\sigma^{2}$,要求$P\{|X - \mu| < 4\sigma\}$,这里$\varepsilon = 4\sigma$。
- 首先,根据切比雪夫不等式$P\{|X - \mu| \geq \varepsilon\} \leq \frac{D(X)}{\varepsilon^{2}}$,将$\varepsilon = 4\sigma$,$D(X)=\sigma^{2}$代入可得:
$P\{|X - \mu| \geq 4\sigma\} \leq \frac{\sigma^{2}}{(4\sigma)^{2}}$ - 然后,计算$\frac{\sigma^{2}}{(4\sigma)^{2}}$的值:
$\frac{\sigma^{2}}{(4\sigma)^{2}}=\frac{\sigma^{2}}{16\sigma^{2}}=\frac{1}{16}$
即$P\{|X - \mu| \geq 4\sigma\} \leq \frac{1}{16}$。 - 最后,根据$P\{|X - \mu| < \varepsilon\} = 1 - P\{|X - \mu| \geq \varepsilon\}$,可得:
$P\{|X - \mu| < 4\sigma\} = 1 - P\{|X - \mu| \geq 4\sigma\}$
因为$P\{|X - \mu| \geq 4\sigma\} \leq \frac{1}{16}$,所以$1 - P\{|X - \mu| \geq 4\sigma\} \geq 1 - \frac{1}{16}$。
计算$1 - \frac{1}{16}$:
$1 - \frac{1}{16}=\frac{16}{16}-\frac{1}{16}=\frac{15}{16}$
即$P\{|X - \mu| < 4\sigma\} \geq \frac{15}{16}$,所以$P\{|X - \mu| < 4\sigma\} > \frac{15}{16}$不成立,应该是$P\{|X - \mu| < 4\sigma\} \geq \frac{15}{16}$,题目表述有误,但从计算结果来看最符合的是$\frac{15}{16}$。