题目
3.某车间经检测每升空气中平均约有35颗粉尘,请估计该车间每升空气中有大于50颗粉尘的概率.
3.某车间经检测每升空气中平均约有35颗粉尘,请估计该车间每升空气中有大于50颗粉尘的概率.
题目解答
答案
为了估计该车间每升空气中有大于50颗粉尘的概率,我们可以使用泊松分布。泊松分布适用于描述在给定区间内发生随机事件的次数,其中事件发生的平均速率是已知的。
在这个问题中,每升空气中粉尘的平均数量是 $\lambda = 35$。泊松分布的概率质量函数由下式给出:
\[ P(X = k) = \frac{\lambda^k e^{-\lambda}}{k!} \]
我们想要找到每升空气中粉尘数量大于50的概率,即 $ P(X > 50) $。这可以表示为:
\[ P(X > 50) = 1 - P(X \leq 50) \]
计算 $ P(X \leq 50) $ 直接计算可能很复杂,因此我们可以使用泊松分布的正态近似。当 $\lambda$ 较大时,泊松分布可以近似为均值为 $\mu = \lambda = 35$ 和方差为 $\sigma^2 = \lambda = 35$ 的正态分布。因此,标准差 $\sigma$ 为:
\[ \sigma = \sqrt{35} \approx 5.92 \]
为了使用正态近似,我们对泊松随机变量进行连续性校正。我们不是找到 $ P(X \leq 50) $,而是找到 $ P(X < 50.5) $。将这个值转换为标准正态变量 $ Z $,我们得到:
\[ Z = \frac{50.5 - 35}{5.92} \approx 2.62 \]
现在,我们需要找到标准正态变量 $ Z $ 小于 2.62 的概率。使用标准正态分布表或计算器,我们发现:
\[ P(Z < 2.62) \approx 0.9956 \]
因此,$ P(X \leq 50) \approx 0.9956 $。因此,每升空气中粉尘数量大于50的概率为:
\[ P(X > 50) = 1 - 0.9956 = 0.0044 \]
所以,该车间每升空气中有大于50颗粉尘的概率大约为:
\[ \boxed{0.0044} \]