题目
设随机变量sim B(4,dfrac (1)(2)), 试由切比雪夫不等式估计sim B(4,dfrac (1)(2))___________
设随机变量
, 试由切比雪夫不等式估计
___________
题目解答
答案
由题目知道随机变量
,
,
,切比雪夫不等式
则

解析
步骤 1:确定随机变量的分布参数
随机变量$X$服从二项分布$B(4,\dfrac {1}{2})$,其中$n=4$,$p=\dfrac {1}{2}$。
步骤 2:计算期望和方差
对于二项分布$B(n,p)$,期望$E(X)=np$,方差$Var(X)=np(1-p)$。
因此,$E(X)=4\times \dfrac {1}{2}=2$,$Var(X)=4\times \dfrac {1}{2}\times (1-\dfrac {1}{2})=1$。
步骤 3:应用切比雪夫不等式
切比雪夫不等式指出,对于任意随机变量$X$,有$P(|X-\mu|\geqslant k\sigma)\leqslant \dfrac {1}{k^2}$,其中$\mu$是$X$的期望,$\sigma^2$是$X$的方差。
对于本题,$P(|X-2|\lt 2)$等价于$P(|X-2|\geqslant 2)$的补集,即$1-P(|X-2|\geqslant 2)$。
根据切比雪夫不等式,$P(|X-2|\geqslant 2)\leqslant \dfrac {1}{2^2}=\dfrac {1}{4}$。
因此,$P(|X-2|\lt 2)\geqslant 1-\dfrac {1}{4}=\dfrac {3}{4}$。
随机变量$X$服从二项分布$B(4,\dfrac {1}{2})$,其中$n=4$,$p=\dfrac {1}{2}$。
步骤 2:计算期望和方差
对于二项分布$B(n,p)$,期望$E(X)=np$,方差$Var(X)=np(1-p)$。
因此,$E(X)=4\times \dfrac {1}{2}=2$,$Var(X)=4\times \dfrac {1}{2}\times (1-\dfrac {1}{2})=1$。
步骤 3:应用切比雪夫不等式
切比雪夫不等式指出,对于任意随机变量$X$,有$P(|X-\mu|\geqslant k\sigma)\leqslant \dfrac {1}{k^2}$,其中$\mu$是$X$的期望,$\sigma^2$是$X$的方差。
对于本题,$P(|X-2|\lt 2)$等价于$P(|X-2|\geqslant 2)$的补集,即$1-P(|X-2|\geqslant 2)$。
根据切比雪夫不等式,$P(|X-2|\geqslant 2)\leqslant \dfrac {1}{2^2}=\dfrac {1}{4}$。
因此,$P(|X-2|\lt 2)\geqslant 1-\dfrac {1}{4}=\dfrac {3}{4}$。