题目
4.设随机变量X~N(μ,σ²),则P(μ-2σ≤X≤μ+2σ)=____.(Phi(2)=0.9772))
4.设随机变量X~N(μ,σ²),则P{μ-2σ≤X≤μ+2σ}=____.
($\Phi(2)=0.9772)$)
题目解答
答案
将随机变量 $X$ 标准化,令 $Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$,则 $Z \sim N(0, 1)$。
求解 $P\{\mu - 2\sigma \le X \le \mu + 2\sigma\}$ 等价于求 $P\{-2 \le Z \le 2\}$。
利用标准正态分布函数 $\Phi(x)$,有:
\[
P\{-2 \le Z \le 2\} = \Phi(2) - \Phi(-2) = \Phi(2) - [1 - \Phi(2)] = 2\Phi(2) - 1
\]
已知 $\Phi(2) = 0.9772$,代入得:
\[
2 \times 0.9772 - 1 = 0.9544
\]
**答案:** $\boxed{0.9544}$
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的概率计算,涉及标准化变换和标准正态分布函数的应用。
解题核心思路:
将一般正态分布转化为标准正态分布,利用已知的标准正态分布函数值进行计算。关键在于标准化变换和对称性的应用。
破题关键点:
- 标准化:将原变量$X$转换为标准正态变量$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$。
- 区间转换:将$X$的区间$\mu \pm 2\sigma$转换为$Z$的区间$[-2, 2]$。
- 概率公式:利用$\Phi(2) - \Phi(-2)$并结合对称性简化计算。
步骤1:标准化变换
设$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$,则$Z \sim N(0, 1)$。原概率可转化为:
$P\{\mu - 2\sigma \le X \le \mu + 2\sigma\} = P\left\{-2 \le Z \le 2\right\}.$
步骤2:利用标准正态分布函数
根据标准正态分布函数$\Phi(x)$的定义:
$P\{-2 \le Z \le 2\} = \Phi(2) - \Phi(-2).$
步骤3:对称性简化
由标准正态分布的对称性,$\Phi(-2) = 1 - \Phi(2)$,代入得:
$\Phi(2) - \Phi(-2) = \Phi(2) - (1 - \Phi(2)) = 2\Phi(2) - 1.$
步骤4:代入已知值
已知$\Phi(2) = 0.9772$,计算得:
$2 \times 0.9772 - 1 = 0.9544.$