题目
对某企业员工的年龄和婚姻状况进行调查,发现30岁以下的人员共91人,其中77人单身;30岁以上人员共49人,其中28人单身。 令X=} 1, & 员工30岁以下, 0, & 员工30岁以上, 问年龄和婚姻状况相互独立吗?(). - 独立 - 不独立 - 条件不足无法判断
对某企业员工的年龄和婚姻状况进行调查,发现30岁以下的人员共91人,其中77人单身;30岁以上人员共49人,其中28人单身。
令$X=\begin{cases} 1, & 员工30岁以下, \\ 0, & 员工30岁以上, \end{cases}$ $Y=\begin{cases} 1, & 员工单身, \\ 0, & 员工非单身. \end{cases}$ 问年龄和婚姻状况相互独立吗?().
- 独立
- 不独立
- 条件不足无法判断
题目解答
答案
为了判断年龄和婚姻状况是否相互独立,我们需要检查两个变量的联合概率是否等于它们的边缘概率的乘积。让我们从计算所需的概率开始。
首先,我们定义概率:
- $ P(X = 1) $ 是员工30岁以下的概率。
- $ P(X = 0) $ 是员工30岁以上的概率。
- $ P(Y = 1) $ 是员工单身的概率。
- $ P(Y = 0) $ 是员工非单身的概率。
- $ P(X = 1, Y = 1) $ 是员工30岁以下且单身的概率。
- $ P(X = 1, Y = 0) $ 是员工30岁以下且非单身的概率。
- $ P(X = 0, Y = 1) $ 是员工30岁以上且单身的概率。
- $ P(X = 0, Y = 0) $ 是员工30岁以上且非单身的概率。
从给定的数据中,我们可以计算这些概率:
- 员工总数为 $ 91 + 49 = 140 $。
- $ P(X = 1) = \frac{91}{140} = \frac{13}{20} $。
- $ P(X = 0) = \frac{49}{140} = \frac{7}{20} $。
- $ P(Y = 1) = \frac{77 + 28}{140} = \frac{105}{140} = \frac{3}{4} $。
- $ P(Y = 0) = \frac{140 - 105}{140} = \frac{35}{140} = \frac{1}{4} $。
- $ P(X = 1, Y = 1) = \frac{77}{140} = \frac{11}{20} $。
- $ P(X = 1, Y = 0) = \frac{91 - 77}{140} = \frac{14}{140} = \frac{1}{10} $。
- $ P(X = 0, Y = 1) = \frac{28}{140} = \frac{1}{5} $。
- $ P(X = 0, Y = 0) = \frac{49 - 28}{140} = \frac{21}{140} = \frac{3}{20} $。
为了检查独立性,我们需要验证 $ P(X = x, Y = y) = P(X = x) \cdot P(Y = y) $ 对于所有 $ x $ 和 $ y $。
1. 检查 $ P(X = 1, Y = 1) $:
\[
P(X = 1) \cdot P(Y = 1) = \frac{13}{20} \cdot \frac{3}{4} = \frac{39}{80}
\]
\[
P(X = 1, Y = 1) = \frac{11}{20} = \frac{44}{80}
\]
由于 $ \frac{39}{80} \neq \frac{44}{80} $,$ P(X = 1, Y = 1) \neq P(X = 1) \cdot P(Y = 1) $。
由于联合概率 $ P(X = 1, Y = 1) $ 不等于边缘概率 $ P(X = 1) $ 和 $ P(Y = 1) $ 的乘积,年龄和婚姻状况不是相互独立的。
因此,答案是 $\boxed{\text{不独立}}$。
解析
步骤 1:计算边缘概率
- 员工总数为 $91 + 49 = 140$。
- $P(X = 1) = \frac{91}{140} = \frac{13}{20}$。
- $P(X = 0) = \frac{49}{140} = \frac{7}{20}$。
- $P(Y = 1) = \frac{77 + 28}{140} = \frac{105}{140} = \frac{3}{4}$。
- $P(Y = 0) = \frac{140 - 105}{140} = \frac{35}{140} = \frac{1}{4}$。
步骤 2:计算联合概率
- $P(X = 1, Y = 1) = \frac{77}{140} = \frac{11}{20}$。
- $P(X = 1, Y = 0) = \frac{91 - 77}{140} = \frac{14}{140} = \frac{1}{10}$。
- $P(X = 0, Y = 1) = \frac{28}{140} = \frac{1}{5}$。
- $P(X = 0, Y = 0) = \frac{49 - 28}{140} = \frac{21}{140} = \frac{3}{20}$。
步骤 3:验证独立性
- 检查 $P(X = 1, Y = 1)$ 是否等于 $P(X = 1) \cdot P(Y = 1)$。
- $P(X = 1) \cdot P(Y = 1) = \frac{13}{20} \cdot \frac{3}{4} = \frac{39}{80}$。
- $P(X = 1, Y = 1) = \frac{11}{20} = \frac{44}{80}$。
- 由于 $\frac{39}{80} \neq \frac{44}{80}$,$P(X = 1, Y = 1) \neq P(X = 1) \cdot P(Y = 1)$。
- 员工总数为 $91 + 49 = 140$。
- $P(X = 1) = \frac{91}{140} = \frac{13}{20}$。
- $P(X = 0) = \frac{49}{140} = \frac{7}{20}$。
- $P(Y = 1) = \frac{77 + 28}{140} = \frac{105}{140} = \frac{3}{4}$。
- $P(Y = 0) = \frac{140 - 105}{140} = \frac{35}{140} = \frac{1}{4}$。
步骤 2:计算联合概率
- $P(X = 1, Y = 1) = \frac{77}{140} = \frac{11}{20}$。
- $P(X = 1, Y = 0) = \frac{91 - 77}{140} = \frac{14}{140} = \frac{1}{10}$。
- $P(X = 0, Y = 1) = \frac{28}{140} = \frac{1}{5}$。
- $P(X = 0, Y = 0) = \frac{49 - 28}{140} = \frac{21}{140} = \frac{3}{20}$。
步骤 3:验证独立性
- 检查 $P(X = 1, Y = 1)$ 是否等于 $P(X = 1) \cdot P(Y = 1)$。
- $P(X = 1) \cdot P(Y = 1) = \frac{13}{20} \cdot \frac{3}{4} = \frac{39}{80}$。
- $P(X = 1, Y = 1) = \frac{11}{20} = \frac{44}{80}$。
- 由于 $\frac{39}{80} \neq \frac{44}{80}$,$P(X = 1, Y = 1) \neq P(X = 1) \cdot P(Y = 1)$。