题目
5.某一复杂的系统由100个相互独立起作用的部件组成,在整个系统运行期间每个-|||-部件损坏的概率均为0.1.为了使整个系统起作用,必须至少有85个部件正常工作,求-|||-使整个系统起作用的概率.

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定问题类型
这是一个二项分布问题,其中每个部件的正常工作或损坏可以看作是一次伯努利试验。整个系统由100个部件组成,每个部件正常工作的概率为0.9,损坏的概率为0.1。我们需要计算至少有85个部件正常工作的概率。
步骤 2:应用二项分布公式
二项分布的概率质量函数为:
\[ P(X = k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k} \]
其中,\( n \)是试验次数,\( k \)是成功次数,\( p \)是每次试验成功的概率,\( \binom{n}{k} \)是组合数,表示从\( n \)个不同元素中取出\( k \)个元素的组合数。
步骤 3:计算概率
我们需要计算至少有85个部件正常工作的概率,即计算\( P(X \geq 85) \)。这可以通过计算\( P(X = 85) + P(X = 86) + ... + P(X = 100) \)得到。但是,由于计算量较大,通常使用正态分布近似二项分布来简化计算。当\( n \)较大,\( np \)和\( n(1-p) \)都大于5时,二项分布可以用正态分布近似,其中均值\( \mu = np \),方差\( \sigma^2 = np(1-p) \)。
步骤 4:正态分布近似
对于本题,\( n = 100 \),\( p = 0.9 \),则\( \mu = 100 \times 0.9 = 90 \),\( \sigma^2 = 100 \times 0.9 \times 0.1 = 9 \),\( \sigma = \sqrt{9} = 3 \)。使用正态分布近似,计算\( P(X \geq 85) \)。由于正态分布是连续的,而二项分布是离散的,我们需要进行连续性修正,即计算\( P(X \geq 84.5) \)。
步骤 5:计算正态分布概率
将\( X \)标准化为标准正态分布\( Z \),\( Z = \frac{X - \mu}{\sigma} \),则\( P(X \geq 84.5) = P(Z \geq \frac{84.5 - 90}{3}) = P(Z \geq -1.83) \)。查标准正态分布表,得到\( P(Z \geq -1.83) = 0.9664 \)。
这是一个二项分布问题,其中每个部件的正常工作或损坏可以看作是一次伯努利试验。整个系统由100个部件组成,每个部件正常工作的概率为0.9,损坏的概率为0.1。我们需要计算至少有85个部件正常工作的概率。
步骤 2:应用二项分布公式
二项分布的概率质量函数为:
\[ P(X = k) = \binom{n}{k} p^k (1-p)^{n-k} \]
其中,\( n \)是试验次数,\( k \)是成功次数,\( p \)是每次试验成功的概率,\( \binom{n}{k} \)是组合数,表示从\( n \)个不同元素中取出\( k \)个元素的组合数。
步骤 3:计算概率
我们需要计算至少有85个部件正常工作的概率,即计算\( P(X \geq 85) \)。这可以通过计算\( P(X = 85) + P(X = 86) + ... + P(X = 100) \)得到。但是,由于计算量较大,通常使用正态分布近似二项分布来简化计算。当\( n \)较大,\( np \)和\( n(1-p) \)都大于5时,二项分布可以用正态分布近似,其中均值\( \mu = np \),方差\( \sigma^2 = np(1-p) \)。
步骤 4:正态分布近似
对于本题,\( n = 100 \),\( p = 0.9 \),则\( \mu = 100 \times 0.9 = 90 \),\( \sigma^2 = 100 \times 0.9 \times 0.1 = 9 \),\( \sigma = \sqrt{9} = 3 \)。使用正态分布近似,计算\( P(X \geq 85) \)。由于正态分布是连续的,而二项分布是离散的,我们需要进行连续性修正,即计算\( P(X \geq 84.5) \)。
步骤 5:计算正态分布概率
将\( X \)标准化为标准正态分布\( Z \),\( Z = \frac{X - \mu}{\sigma} \),则\( P(X \geq 84.5) = P(Z \geq \frac{84.5 - 90}{3}) = P(Z \geq -1.83) \)。查标准正态分布表,得到\( P(Z \geq -1.83) = 0.9664 \)。