设每分钟通过某交叉路口的汽车流量X服从泊松分布,且已知在一分钟内无车辆通过与恰有一辆车通过的概率相同,则在一分钟内至少有两辆车通过的概率为()A. 1-2e^-1B. 1-e^-1C. 1-e^-2D. 1-2e^-2
A. 1-2e$^{-1}$
B. 1-e$^{-1}$
C. 1-e$^{-2}$
D. 1-2e$^{-2}$
题目解答
答案
解析
本题考查泊松分布的概率计算。解题的关键思路是先根据已知条件求出泊松分布的参数$\lambda$,再利用泊松分布的概率公式计算至少有两辆车通过的概率。
步骤一:明确泊松分布的概率公式
若随机变量$X$服从参数为$\lambda$的泊松分布,记为$X\sim P(\lambda)$,其概率质量函数为$P(X = k)=\frac{\lambda^{k}e^{-\lambda}}{k!}$,其中$k = 0, 1, 2, \cdots$,$\lambda\gt0$。
步骤二:根据已知条件求出参数$\lambda$
已知在一分钟内无车辆通过(即$k = 0$)与恰有一辆车通过(即$k = 1$)的概率相同,根据泊松分布的概率公式可得:
$P(X = 0)=P(X = 1)$
将$k = 0$和$k = 1$代入概率公式可得:
$\frac{\lambda^{0}e^{-\lambda}}{0!}=\frac{\lambda^{1}e^{-\lambda}}{1!}$
因为$\lambda^{0}=1$,$0!=1$,$1!=1$,所以上式可化简为:
$e^{-\lambda}=\lambda e^{-\lambda}$
由于$e^{-\lambda}\gt0$,两边同时除以$e^{-\lambda}$可得:
$\lambda = 1$
步骤三:计算至少有两辆车通过的概率
要求$P(X\geq2)$,根据概率的性质$P(X\geq2)=1 - P(X\lt2)=1 - [P(X = 0)+P(X = 1)]$。
将$\lambda = 1$,$k = 0$和$k = 1$代入泊松分布的概率公式可得:
$P(X = 0)=\frac{1^{0}e^{-1}}{0!}=e^{-1}$
$P(X = 1)=\frac{1^{1}e^{-1}}{1!}=e^{-1}$
所以$P(X\geq2)=1 - (e^{-1}+e^{-1})=1 - 2e^{-1}$