题目
设某班车起点站上客人数X服从参数为λ(λ>0)的泊松分布,每位乘客在中途下车的概率为p(0<p<1),且中途下车与否相互独立.以Y表示在中途下车的人数,求:(1)在发车时有n个乘客的条件下,中途有m人下车的概率;(2)二维随机变量(X,Y)的概率分布.
设某班车起点站上客人数X服从参数为λ(λ>0)的泊松分布,每位乘客在中途下车的概率为p(0<p<1),且中途下车与否相互独立.以Y表示在中途下车的人数,求:
(1)在发车时有n个乘客的条件下,中途有m人下车的概率;
(2)二维随机变量(X,Y)的概率分布.
(1)在发车时有n个乘客的条件下,中途有m人下车的概率;
(2)二维随机变量(X,Y)的概率分布.
题目解答
答案
(1)
由于乘客下车独立,有n个乘客的条件下,中途有m人下车的概率,
即为求:P{Y=m|X=n}的概率,
所以有:
P{Y=m|X=n}=
| C | m n |
(2)由条件概率的公式:P(A|B)=
| P(AB) |
| P(B) |
可得:
P{X=n,Y=m}=P{X=n}P{Y=m|X=n}=
| λn |
| n! |
| C | m n |
解析
考查要点:本题综合考查条件概率、泊松分布和二项分布的结合应用,重点在于理解随机变量间的依赖关系。
解题核心思路:
- 第(1)题:在已知乘客数$X=n$的条件下,中途下车人数$Y$服从二项分布,因为每位乘客下车是独立事件,且概率固定。
- 第(2)题:利用条件概率公式,将$X$和$Y$的联合概率分解为$P(X=n)$与$P(Y=m|X=n)$的乘积,其中$X$服从泊松分布,$Y$在给定$X=n$时服从二项分布。
破题关键点:
- 明确$Y$在$X=n$条件下的分布类型(二项分布)。
- 正确应用条件概率公式推导联合分布。
第(1)题
分析条件概率类型
在$X=n$的条件下,每位乘客下车是独立事件,概率为$p$,因此$Y$服从参数为$n$和$p$的二项分布。
写出概率表达式
根据二项分布的概率公式:
$P\{Y=m|X=n\} = \binom{n}{m} p^m (1-p)^{n-m}, \quad 0 \leq m \leq n, \ n=0,1,2,\ldots$
第(2)题
应用条件概率公式
联合概率可分解为:
$P\{X=n, Y=m\} = P\{X=n\} \cdot P\{Y=m|X=n\}$
代入已知分布
- $X$服从泊松分布:$P\{X=n\} = \frac{\lambda^n e^{-\lambda}}{n!}$
- $Y$在$X=n$条件下的概率:$P\{Y=m|X=n\} = \binom{n}{m} p^m (1-p)^{n-m}$
综合表达式
联合概率为:
$P\{X=n, Y=m\} = \frac{\lambda^n e^{-\lambda}}{n!} \cdot \binom{n}{m} p^m (1-p)^{n-m}, \quad 0 \leq m \leq n, \ n=0,1,2,\ldots$