设某批次牛奶的实际装入量(单位:ml)服从正态分布 N(250,16),求(1) 实际量小于 240ml 的概率;(2) 实际量大于 245ml 而小于 255ml 的概率。
设某批次牛奶的实际装入量(单位:ml)服从正态分布 $N(250,16)$,求 (1) 实际量小于 240ml 的概率; (2) 实际量大于 245ml 而小于 255ml 的概率。
题目解答
答案
我们来逐步解决这个正态分布的问题。
题目信息:
牛奶的实际装入量服从正态分布:
$X \sim N(250, 16)$
其中:
- 均值 $\mu = 250$
- 方差 $\sigma^2 = 16$,所以标准差 $\sigma = \sqrt{16} = 4$
(1) 实际量小于 240ml 的概率
我们要计算:
$P(X < 240)$
由于 $X \sim N(250, 16)$,我们将其标准化为标准正态分布 $Z \sim N(0,1)$:
$Z = \frac{X - \mu}{\sigma} = \frac{240 - 250}{4} = \frac{-10}{4} = -2.5$
查标准正态分布表(或使用计算器):
$P(Z < -2.5) \approx 0.0062$
答案 (1):
$P(X < 240) \approx \boxed{0.0062}$
(2) 实际量大于 245ml 而小于 255ml 的概率
我们要计算:
$P(245 < X < 255)$
同样进行标准化:
- 对于 245:
$Z_1 = \frac{245 - 250}{4} = \frac{-5}{4} = -1.25$
- 对于 255:
$Z_2 = \frac{255 - 250}{4} = \frac{5}{4} = 1.25$
所以:
$P(245 < X < 255) = P(-1.25 < Z < 1.25)$
查表得:
- $P(Z < 1.25) \approx 0.8944$
- $P(Z < -1.25) \approx 0.1056$
所以:
$P(-1.25 < Z < 1.25) = 0.8944 - 0.1056 = \boxed{0.7888}$
答案 (2):
$P(245 < X < 255) \approx \boxed{0.7888}$
总结:
- 实际量小于 240ml 的概率为:$\boxed{0.0062}$
- 实际量在 245ml 到 255ml 之间的概率为:$\boxed{0.7888}$
解析
本题考查正态分布的概率计算,解题思路是先明确正态分布的参数,再将非标准正态分布转化为标准正态分布,最后通过查标准正态分布表或使用计算器来计算相应的概率。
已知牛奶的实际装入量$X$服从正态分布$X \sim N(250, 16)$,其中均值$\mu = 250$,方差$\sigma^2 = 16$,则标准差$\sigma = \sqrt{16} = 4$。
(1) 计算实际量小于$240ml$的概率
我们要计算$P(X < 240)$。
为了利用标准正态分布表,将$X$标准化为标准正态分布$Z \sim N(0,1)$,根据标准化公式$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$,可得:
$Z = \frac{240 - 250}{4}=\frac{-10}{4} = -2.5$
所以$P(X < 240)=P(Z < -2.5)$。
查标准正态分布表(或使用计算器)可得$P(Z < -2.5) \approx 0.0062$。
(2) 计算实际量大于$245ml$而小于$255ml$的概率
我们要计算$P(245 < X < 255)$。
同样进行标准化:
对于$245$,$Z_1 = \frac{245 - 250}{4}=\frac{-5}{4} = -1.25$;
对于$255$,$Z_2 = \frac{255 - 250}{4}=\frac{5}{4} = 1.25$。
所以$P(245 < X < 255)=P(-1.25 < Z < 1.25)$。
根据概率的性质$P(-1.25 < Z < 1.25)=P(Z < 1.25)-P(Z < -1.25)$。
查标准正态分布表(或使用计算器)可得$P(Z < 1.25) \approx 0.8944$,$P(Z < -1.25) \approx 0.1056$。
则$P(-1.25 < Z < 1.25)=0.8944 - 0.1056 = 0.7888$。