25.填空题若Xsim N(20,40^2),则P[|X|leq 30]=,(已知Phi(0.25)=0.5987,Phi(0.5)=0.6915,Phi(0.75)=0.7734,Phi(1)=0.8413,Phi(1.25)=0.8944,Phi(1.5)=0.9332,Phi(1.75)=0.9599,Phi(2)=0.9772)(答案用小数表示,保留两位小数)
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,涉及标准化变换、标准正态分布函数的对称性应用,以及利用给定的Φ值进行数值计算。
解题核心思路:
- 标准化:将原正态分布变量X转化为标准正态变量Z,利用公式$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$。
- 区间转换:将$|X| \leq 30$转换为对应的Z值范围,即$-1.25 \leq Z \leq 0.25$。
- 对称性应用:利用标准正态分布的对称性,将负侧的Φ值转换为正侧的Φ值,简化计算。
- 数值代入:根据题目提供的Φ值,直接计算最终结果。
破题关键点:
- 正确标准化:注意均值和标准差的代入。
- 区间转换的准确性:确保不等式转换为Z值时符号正确。
- 对称性公式的应用:$\Phi(-z) = 1 - \Phi(z)$是简化计算的关键。
步骤1:标准化处理
已知$X \sim N(20, 40^2)$,即$\mu = 20$,$\sigma = 40$。将$X$标准化为$Z$:
$Z = \frac{X - 20}{40}$
步骤2:转换概率区间
原概率$P(|X| \leq 30)$等价于$P(-30 \leq X \leq 30)$。代入标准化公式:
$\begin{aligned}P(-30 \leq X \leq 30) &= P\left(\frac{-30 - 20}{40} \leq Z \leq \frac{30 - 20}{40}\right) \\&= P\left(-1.25 \leq Z \leq 0.25\right)\end{aligned}$
步骤3:利用标准正态分布函数
根据标准正态分布的性质:
$P(-1.25 \leq Z \leq 0.25) = \Phi(0.25) - \Phi(-1.25)$
步骤4:对称性简化
利用$\Phi(-z) = 1 - \Phi(z)$,得:
$\Phi(-1.25) = 1 - \Phi(1.25)$
步骤5:代入已知Φ值
题目给出$\Phi(0.25) = 0.5987$,$\Phi(1.25) = 0.8944$,代入计算:
$\begin{aligned}P(-1.25 \leq Z \leq 0.25) &= \Phi(0.25) - (1 - \Phi(1.25)) \\&= 0.5987 + 0.8944 - 1 \\&= 0.4931\end{aligned}$
步骤6:保留两位小数
最终结果保留两位小数:
$0.4931 \approx 0.49$