题目
某种产品尺寸误差sim N((0,2.5)^2),误差的绝对值不超过3为合格品,今任取5件,用sim N((0,2.5)^2)表示5件中的合格品数。( 1 ) 求sim N((0,2.5)^2)的分布律 ( 用公式法表示 ) ; ( 2 ) 求抽取的5件产品中至少有4件合格品的概率。
某种产品尺寸误差
,误差的绝对值不超过3为合格品,今任取5件,用
表示5件中的合格品数。
( 1 ) 求
的分布律 ( 用公式法表示 ) ;
( 2 ) 求抽取的5件产品中至少有4件合格品的概率。
题目解答
答案
首先我们计算单个产品为合格品的概率,即
。由于
,所以
,而这个概率可以用标准正态分布函数来表示,即为
。
(1)根据题意,5个产品是独立抽取的,每个有
的概率为合格品,所以
满足二项分布
,即
,其中
.
(2)
,其中
,所以
,其中
。
解析
考查要点:
- 正态分布的标准化转换:将非标准正态分布转换为标准正态分布,利用标准正态分布函数计算概率。
- 二项分布的分布律:理解独立重复试验中事件发生次数的分布规律。
- 二项分布的概率计算:根据二项分布公式计算特定事件的概率。
解题核心思路:
- 单个产品合格概率的计算:通过标准化将误差范围转化为标准正态分布的概率,得到合格概率$p$。
- 二项分布的应用:明确抽取5件产品是独立事件,合格品数$Y$服从二项分布$B(5,p)$,进而写出分布律。
- 至少4件合格的概率:利用二项分布公式分别计算$Y=4$和$Y=5$的概率并求和。
破题关键点:
- 标准化转换:正确计算$P(|X| \leq 3)$对应的标准正态分布分位数。
- 二项分布公式:准确写出分布律并代入参数,注意组合数和幂次的计算。
第(1)题
目标:求合格品数$Y$的分布律。
计算单个产品合格概率$p$
- 标准化处理:
误差$X \sim N(0, 2.5^2)$,标准化后$\dfrac{X}{2.5} \sim N(0,1)$。 - 概率转换:
$P(|X| \leq 3) = P\left(-1.2 \leq \dfrac{X}{2.5} \leq 1.2\right) = \Phi(1.2) - \Phi(-1.2) = 2\Phi(1.2) - 1,$
其中$\Phi(\cdot)$为标准正态分布函数,因此合格概率$p = 2\Phi(1.2) - 1$。
确定分布律
抽取5件产品是独立事件,合格品数$Y$服从二项分布$B(5,p)$,分布律为:
$P(Y = k) = C_5^k p^k (1-p)^{5-k}, \quad k = 0,1,2,3,4,5.$
第(2)题
目标:求$P(Y \geq 4)$。
分解事件
$P(Y \geq 4) = P(Y = 4) + P(Y = 5).$
计算各部分概率
- $P(Y = 4)$:
$C_5^4 p^4 (1-p)^1 = 5 p^4 (1-p).$ - $P(Y = 5)$:
$C_5^5 p^5 (1-p)^0 = p^5.$
合并结果
$P(Y \geq 4) = 5 p^4 (1-p) + p^5 = p^4 (5 - 4p).$