随机变量Y服从正态分布N(5,42),求P(Y≤0),P(Y≤10),P(0≤Y≤15),P(Y≥5),P(Y≥15)的值。
随机变量Y服从正态分布N(5,42),求P(Y≤0),P(Y≤10),P(0≤Y≤15),P(Y≥5),P(Y≥15)的值。
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的概率计算,涉及标准化转换、标准正态分布函数φ(z)的应用,以及利用对称性简化计算。
解题核心思路:
- 标准化转换:将任意正态分布转化为标准正态分布Z=(Y−μ)/σ。
- 查标准正态分布表:通过φ(z)计算左侧累积概率。
- 对称性应用:利用正态分布的对称性(如均值处概率为0.5)和尾部概率的补集关系(如P(Y≥a)=1−P(Y≤a))。
破题关键点:
- 正确计算Z值:确保代入公式时符号正确。
- 理解φ(z)的含义:φ(z)表示Z≤z的概率。
- 灵活处理区间概率:如P(a≤Y≤b)=P(Y≤b)−P(Y≤a)。
1. P(Y ≤ 0)
步骤1:标准化转换
$Z = \frac{0 - 5}{4} = -1.25$
步骤2:查标准正态分布表
$P(Y \leq 0) = \varphi(-1.25) = 0.10565$
2. P(Y ≤ 10)
步骤1:标准化转换
$Z = \frac{10 - 5}{4} = 1.25$
步骤2:查标准正态分布表
$P(Y \leq 10) = \varphi(1.25) = 0.89435$
3. P(0 ≤ Y ≤ 15)
步骤1:计算P(Y ≤ 15)
$Z = \frac{15 - 5}{4} = 2.5 \quad \Rightarrow \quad \varphi(2.5) = 0.99379$
步骤2:计算区间概率
$P(0 \leq Y \leq 15) = \varphi(2.5) - \varphi(-1.25) = 0.99379 - 0.10565 = 0.88814$
4. P(Y ≥ 5)
利用对称性
$P(Y \geq 5) = 1 - P(Y \leq 5) = 1 - \varphi\left(\frac{5 - 5}{4}\right) = 1 - \varphi(0) = 1 - 0.5 = 0.5$
5. P(Y ≥ 15)
步骤1:计算P(Y ≤ 15)
$\varphi(2.5) = 0.99379$
步骤2:计算右尾概率
$P(Y \geq 15) = 1 - \varphi(2.5) = 1 - 0.99379 = 0.00621$