题目
某产品呈箱包装,每箱重量(单位:千克)服从正态分布N(50,25),现随机抽取一箱产品,则下列选项正确的是 A该箱产品重量在45千克到60千克的概率为Phi(2)+Phi(1)-1 B该箱产品重量在45千克到55千克的概率为2Phi(2)-1 C该箱产品重量在40千克到55千克的概率为Phi(2)+Phi(1)-1 D该箱产品重量在40千克到60千克的概率为2Phi(1)-1
某产品呈箱包装,每箱重量(单位:千克)服从正态分布$N(50,25)$,现随机抽取一箱产品,则下列选项正确的是
A该箱产品重量在45千克到60千克的概率为$\Phi(2)+\Phi(1)-1$
B该箱产品重量在45千克到55千克的概率为$2\Phi(2)-1$
C该箱产品重量在40千克到55千克的概率为$\Phi(2)+\Phi(1)-1$
D该箱产品重量在40千克到60千克的概率为$2\Phi(1)-1$
题目解答
答案
为了解决这个问题,我们需要使用正态分布的性质。正态分布 $N(\mu, \sigma^2)$ 的均值为 $\mu$,方差为 $\sigma^2$。在这个问题中,每箱产品的重量服从正态分布 $N(50, 25)$,因此均值 $\mu = 50$,标准差 $\sigma = \sqrt{25} = 5$。
我们使用标准正态分布表(或 $\Phi$ 函数)来找到给定重量范围的概率。标准正态分布 $Z$ 的均值为0,标准差为1。为了将正态随机变量 $X$ 转换为标准正态随机变量 $Z$,我们使用以下公式:
\[ Z = \frac{X - \mu}{\sigma} \]
让我们评估每个选项:
**选项A:该箱产品重量在45千克到60千克的概率为 $\Phi(2) + \Phi(1) - 1$。**
首先,我们将45和60转换为标准正态变量:
\[ Z_1 = \frac{45 - 50}{5} = -1 \]
\[ Z_2 = \frac{60 - 50}{5} = 2 \]
重量在45千克到60千克的概率为:
\[ P(45 < X < 60) = P(-1 < Z < 2) = \Phi(2) - \Phi(-1) \]
由于 $\Phi(-1) = 1 - \Phi(1)$,我们有:
\[ P(-1 < Z < 2) = \Phi(2) - (1 - \Phi(1)) = \Phi(2) + \Phi(1) - 1 \]
因此,选项A是正确的。
**选项B:该箱产品重量在45千克到55千克的概率为 $2\Phi(2) - 1$。**
首先,我们将45和55转换为标准正态变量:
\[ Z_1 = \frac{45 - 50}{5} = -1 \]
\[ Z_2 = \frac{55 - 50}{5} = 1 \]
重量在45千克到55千克的概率为:
\[ P(45 < X < 55) = P(-1 < Z < 1) = \Phi(1) - \Phi(-1) \]
由于 $\Phi(-1) = 1 - \Phi(1)$,我们有:
\[ P(-1 < Z < 1) = \Phi(1) - (1 - \Phi(1)) = 2\Phi(1) - 1 \]
因此,选项B是不正确的。
**选项C:该箱产品重量在40千克到55千克的概率为 $\Phi(2) + \Phi(1) - 1$。**
首先,我们将40和55转换为标准正态变量:
\[ Z_1 = \frac{40 - 50}{5} = -2 \]
\[ Z_2 = \frac{55 - 50}{5} = 1 \]
重量在40千克到55千克的概率为:
\[ P(40 < X < 55) = P(-2 < Z < 1) = \Phi(1) - \Phi(-2) \]
由于 $\Phi(-2) = 1 - \Phi(2)$,我们有:
\[ P(-2 < Z < 1) = \Phi(1) - (1 - \Phi(2)) = \Phi(1) + \Phi(2) - 1 \]
因此,选项C是正确的。
**选项D:该箱产品重量在40千克到60千克的概率为 $2\Phi(1) - 1$。**
首先,我们将40和60转换为标准正态变量:
\[ Z_1 = \frac{40 - 50}{5} = -2 \]
\[ Z_2 = \frac{60 - 50}{5} = 2 \]
重量在40千克到60千克的概率为:
\[ P(40 < X < 60) = P(-2 < Z < 2) = \Phi(2) - \Phi(-2) \]
由于 $\Phi(-2) = 1 - \Phi(2)$,我们有:
\[ P(-2 < Z < 2) = \Phi(2) - (1 - \Phi(2)) = 2\Phi(2) - 1 \]
因此,选项D是不正确的。
正确的选项是 $\boxed{A}$ 和 $\boxed{C}$。