题目
10.设X_(1),X_(2),... X_(100)为来自总体X的简单随机样本,其中P(X=0)=P(X=1)=0.5,φ(x)表示标准正态分布函数,利用中心极限定理可得Psum_{i=1)^100X_(i)leq55}的近似值为()A. 1-φ(1)B. φ(1)C. 1-φ(0.2)D. φ(0.2)
10.设$X_{1},X_{2},\cdots X_{100}$为来自总体X的简单随机样本,其中P(X=0)=P(X=1)=0.5,φ(x)表示标准正态分布函数,利用中心极限定理可得P$\left\{\sum_{i=1}^{100}X_{i}\leq55\right\}$的近似值为()
A. 1-φ(1)
B. φ(1)
C. 1-φ(0.2)
D. φ(0.2)
题目解答
答案
B. φ(1)
解析
本题考查中心极限定理的应用,核心是将二项分布近似为正态分布,再通过标准正态分布函数计算概率。
步骤1:判断总体分布与样本和的分布
总体$X$服从两点分布($0-1$分布),参数$p=P(X=1)=0.5$,$q=P(X=0)=0.5$。
样本$X_1,X_2,\cdots,X_{100}$是简单随机样本,故各$X_i$独立同分布,样本和$Y=\sum_{i=1}^{100}X_i$服从二项分布$B(n,p)=B(100,0.5)$。
步骤2:计算二项分布的期望与方差
对于二项分布$B(n,p)$:
- 期望$E(Y)=np=100\times0.5=50$
- 方差$D(Y)=np(1-p)=100\times0.5\times0.5=25$
标准差$\sigma=\sqrt{D(Y)}=5$。
步骤3:用中心极限定理近似
根据中心极限定理,当$n$较大时,$Y$近似服从正态分布$N(E(Y),D(Y))=N(50,25)$。
为计算$P(Y\leq55)$,需将$Y$标准化:
$Z=\frac{Y-E(Y)}{\sigma}\approx N(0,1)\quad(\text{标准正态分布})$
则:
$P(Y\leq55)=P\left(Z\leq\frac{55-50}{5}\right)=P\left(Z\leq1\right)=\phi(1)$
其中$\phi(x)$是标准正态分布函数。