题目
【题目】设随机变量 X∼B(100,0.2) ,应用中心极限定理可得 P(x≥30)≈?(φ(2.5)=0.9938)
【题目】设随机变量 X∼B(100,0.2) ,应用中心极限定理可得 P(x≥30)≈?(φ(2.5)=0.9938)
题目解答
答案
【解析】解 E(X)=100*0.2=20 ,D(X)=100×0.2*0.8=16 于是由中心极限定理得P(X≥30)=P((X-B(X))/(√(D(X)))≥(30-E(X))/(√(D(X))) =((X-20)/4≥2.5)=1-P((X-20)/4≤2.5) ≈1-Φ(2.5)=1-0.9938=0.0062
解析
考查要点:本题主要考查中心极限定理的应用,以及如何将二项分布转化为标准正态分布进行概率计算。
解题核心思路:
- 确定二项分布的期望和方差,这是标准化的基础。
- 应用中心极限定理,将二项分布近似为正态分布。
- 标准化处理,将原概率问题转化为标准正态分布下的计算。
- 利用标准正态分布函数,结合题目给出的Φ(2.5)值,计算最终结果。
破题关键点:
- 正确计算期望E(X)和方差D(X)。
- 准确进行标准化转换,即构造标准正态变量Z。
- 理解概率转换关系,P(X≥30)等价于P(Z≥2.5),并利用标准正态分布的对称性求解。
步骤1:计算期望与方差
二项分布的期望为:
$E(X) = n \cdot p = 100 \cdot 0.2 = 20$
方差为:
$D(X) = n \cdot p \cdot (1-p) = 100 \cdot 0.2 \cdot 0.8 = 16$
标准差为:
$\sqrt{D(X)} = \sqrt{16} = 4$
步骤2:标准化处理
根据中心极限定理,当n较大时,$\frac{X - E(X)}{\sqrt{D(X)}}$ 近似服从标准正态分布N(0,1)。因此:
$P(X \geq 30) = P\left(\frac{X - 20}{4} \geq \frac{30 - 20}{4}\right) = P\left(Z \geq 2.5\right)$
步骤3:计算标准正态概率
标准正态分布的右侧概率可表示为:
$P(Z \geq 2.5) = 1 - \Phi(2.5)$
题目中给出$\Phi(2.5) = 0.9938$,因此:
$P(Z \geq 2.5) = 1 - 0.9938 = 0.0062$