题目
设随机变量 X 和 Y 均服从正态分布,X sim N(mu, 4^2),Y sim N(mu, 5^2),而 p_1 = P(X leq mu - 4),p_2 = P(Y geq mu + 5),则有______.A. p_1 > p_2B. p_1 C. p_1 + p_2 = 1D. p_1 = p_2
设随机变量 $X$ 和 $Y$ 均服从正态分布,$X \sim N(\mu, 4^2)$,$Y \sim N(\mu, 5^2)$,而 $p_1 = P(X \leq \mu - 4)$,$p_2 = P(Y \geq \mu + 5)$,则有______.
A. $p_1 > p_2$
B. $p_1 < p_2$
C. $p_1 + p_2 = 1$
D. $p_1 = p_2$
题目解答
答案
D. $p_1 = p_2$
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的标准化处理及标准正态分布的对称性性质。
解题核心思路:
- 将两个正态分布变量分别标准化为标准正态分布变量。
- 利用标准正态分布关于均值对称的性质,比较两个概率的大小关系。
破题关键点:
- 标准化转换:将原变量转化为标准正态变量,简化概率计算。
- 对称性应用:标准正态分布中,$P(Z \leq -a) = P(Z \geq a)$,这是比较概率的关键。
步骤1:标准化处理
-
变量$X$:
$X \sim N(\mu, 4^2)$,标准化得 $Z_X = \frac{X - \mu}{4}$,则
$p_1 = P(X \leq \mu - 4) = P\left(Z_X \leq \frac{\mu - 4 - \mu}{4}\right) = P(Z_X \leq -1).$ -
变量$Y$:
$Y \sim N(\mu, 5^2)$,标准化得 $Z_Y = \frac{Y - \mu}{5}$,则
$p_2 = P(Y \geq \mu + 5) = P\left(Z_Y \geq \frac{\mu + 5 - \mu}{5}\right) = P(Z_Y \geq 1).$
步骤2:利用对称性比较概率
- 标准正态分布关于均值$\mu=0$对称,因此:
$P(Z_X \leq -1) = P(Z_X \geq 1).$
同时,$Z_Y$也服从标准正态分布,故:
$P(Z_Y \geq 1) = P(Z_X \geq 1).$
综上,$p_1 = P(Z_X \leq -1) = P(Z_X \geq 1) = p_2$。