题目
7.计算题.由某机器生产的螺栓长度(cm)X-N(10.05,0.06²),规定长度在10.05±0.12内为合格品,求一螺栓为不合格品的概率.(已知Phi(2)=0.9772)
7.计算题
.由某机器生产的螺栓长度(cm)X-N(10.05,0.06²),规定长度在10.05±0.12内为合格品,求一螺栓为不合格品的概率.(已知$\Phi$(2)=0.9772)
题目解答
答案
为了求出一螺栓为不合格品的概率,我们首先需要确定螺栓长度在合格范围内的概率,然后用1减去这个概率得到不合格品的概率。
螺栓的长度 $X$ 服从正态分布 $N(10.05, 0.06^2)$,即均值 $\mu = 10.05$,标准差 $\sigma = 0.06$。合格范围是 $10.05 \pm 0.12$,即从 $10.05 - 0.12 = 9.93$ 到 $10.05 + 0.12 = 10.17$。
我们需要计算 $P(9.93 \leq X \leq 10.17)$。对于正态分布,我们可以通过标准化转换为标准正态分布 $N(0,1)$ 来求解。标准化的公式是:
\[ Z = \frac{X - \mu}{\sigma} \]
首先,我们标准化下限 $9.93$:
\[ Z_{\text{下限}} = \frac{9.93 - 10.05}{0.06} = \frac{-0.12}{0.06} = -2 \]
然后,我们标准化上限 $10.17$:
\[ Z_{\text{上限}} = \frac{10.17 - 10.05}{0.06} = \frac{0.12}{0.06} = 2 \]
现在,我们需要求 $P(-2 \leq Z \leq 2)$。根据标准正态分布的对称性,我们知道:
\[ P(-2 \leq Z \leq 2) = P(Z \leq 2) - P(Z \leq -2) = P(Z \leq 2) - (1 - P(Z \leq 2)) = 2P(Z \leq 2) - 1 \]
已知 $P(Z \leq 2) = \Phi(2) = 0.9772$,所以:
\[ P(-2 \leq Z \leq 2) = 2 \times 0.9772 - 1 = 1.9544 - 1 = 0.9544 \]
因此,螺栓长度在合格范围内的概率是 $0.9544$。那么,螺栓为不合格品的概率是:
\[ P(\text{不合格品}) = 1 - P(\text{合格品}) = 1 - 0.9544 = 0.0456 \]
所以,一螺栓为不合格品的概率是 $\boxed{0.0456}$。
解析
步骤 1:确定螺栓长度的分布参数
螺栓长度 $X$ 服从正态分布 $N(10.05, 0.06^2)$,即均值 $\mu = 10.05$,标准差 $\sigma = 0.06$。
步骤 2:确定合格范围
合格范围是 $10.05 \pm 0.12$,即从 $10.05 - 0.12 = 9.93$ 到 $10.05 + 0.12 = 10.17$。
步骤 3:标准化合格范围
将合格范围的上下限标准化为标准正态分布 $N(0,1)$ 的值。
- 下限:$Z_{\text{下限}} = \frac{9.93 - 10.05}{0.06} = \frac{-0.12}{0.06} = -2$
- 上限:$Z_{\text{上限}} = \frac{10.17 - 10.05}{0.06} = \frac{0.12}{0.06} = 2$
步骤 4:计算合格品的概率
根据标准正态分布的对称性,计算 $P(-2 \leq Z \leq 2)$。
- $P(-2 \leq Z \leq 2) = P(Z \leq 2) - P(Z \leq -2) = P(Z \leq 2) - (1 - P(Z \leq 2)) = 2P(Z \leq 2) - 1$
- 已知 $P(Z \leq 2) = \Phi(2) = 0.9772$,所以 $P(-2 \leq Z \leq 2) = 2 \times 0.9772 - 1 = 1.9544 - 1 = 0.9544$
步骤 5:计算不合格品的概率
不合格品的概率是 $1 - P(\text{合格品}) = 1 - 0.9544 = 0.0456$。
螺栓长度 $X$ 服从正态分布 $N(10.05, 0.06^2)$,即均值 $\mu = 10.05$,标准差 $\sigma = 0.06$。
步骤 2:确定合格范围
合格范围是 $10.05 \pm 0.12$,即从 $10.05 - 0.12 = 9.93$ 到 $10.05 + 0.12 = 10.17$。
步骤 3:标准化合格范围
将合格范围的上下限标准化为标准正态分布 $N(0,1)$ 的值。
- 下限:$Z_{\text{下限}} = \frac{9.93 - 10.05}{0.06} = \frac{-0.12}{0.06} = -2$
- 上限:$Z_{\text{上限}} = \frac{10.17 - 10.05}{0.06} = \frac{0.12}{0.06} = 2$
步骤 4:计算合格品的概率
根据标准正态分布的对称性,计算 $P(-2 \leq Z \leq 2)$。
- $P(-2 \leq Z \leq 2) = P(Z \leq 2) - P(Z \leq -2) = P(Z \leq 2) - (1 - P(Z \leq 2)) = 2P(Z \leq 2) - 1$
- 已知 $P(Z \leq 2) = \Phi(2) = 0.9772$,所以 $P(-2 \leq Z \leq 2) = 2 \times 0.9772 - 1 = 1.9544 - 1 = 0.9544$
步骤 5:计算不合格品的概率
不合格品的概率是 $1 - P(\text{合格品}) = 1 - 0.9544 = 0.0456$。