题目
24.设顾客在某银行的窗口等待服务的时间X(以min计)服从指数分布,其概率密度为f_(x)(x)=}(1)/(5)e^-x/5,&x>0,0,&(其他).某顾客在窗口等待服务,若超过10min,他就离开.他一个月要到银行5次.以Y表示一个月内他未等到服务而离开窗口的次数.写出Y的分布律,并求P(Y≥1).
24.设顾客在某银行的窗口等待服务的时间X(以min计)服从指数分布,其概率密度为
$f_{x}(x)=\begin{cases}\frac{1}{5}e^{-x/5},&x>0,\\0,&\text{其他}.\end{cases}$
某顾客在窗口等待服务,若超过10min,他就离开.他一个月要到银行5次.以Y表示一个月内他未等到服务而离开窗口的次数.写出Y的分布律,并求P{Y≥1}.
题目解答
答案
为了解决这个问题,我们需要遵循以下步骤:
1. 确定顾客等待时间超过10分钟的概率。
2. 确定随机变量 $ Y $ 的分布律。
3. 计算概率 $ P(Y \geq 1) $。
### 第1步:确定顾客等待时间超过10分钟的概率
顾客的等待时间 $ X $ 服从指数分布,其概率密度函数为:
\[ f_X(x) = \begin{cases} \frac{1}{5} e^{-x/5}, & x > 0, \\ 0, & \text{其他}. \end{cases} \]
顾客等待时间超过10分钟的概率为:
\[ P(X > 10) = \int_{10}^{\infty} f_X(x) \, dx = \int_{10}^{\infty} \frac{1}{5} e^{-x/5} \, dx. \]
为了解这个积分,我们使用指数函数的积分公式:
\[ \int_{10}^{\infty} \frac{1}{5} e^{-x/5} \, dx = \left[ -e^{-x/5} \right]_{10}^{\infty} = 0 - (-e^{-10/5}) = e^{-2} = \frac{1}{e^2}. \]
因此,顾客等待时间超过10分钟的概率为:
\[ P(X > 10) = e^{-2}. \]
### 第2步:确定随机变量 $ Y $ 的分布律
随机变量 $ Y $ 表示一个月内顾客未等到服务而离开窗口的次数。由于顾客在每次访问中未等到服务而离开的概率为 $ e^{-2} $,且顾客一个月内访问银行5次,$ Y $ 服从二项分布,参数为 $ n = 5 $ 和 $ p = e^{-2} $。
二项随机变量的概率质量函数为:
\[ P(Y = k) = \binom{5}{k} (e^{-2})^k (1 - e^{-2})^{5-k}, \quad k = 0, 1, 2, 3, 4, 5. \]
### 第3步:计算概率 $ P(Y \geq 1) $
概率 $ P(Y \geq 1) $ 是顾客至少有一次未等到服务而离开的概率。这可以计算为:
\[ P(Y \geq 1) = 1 - P(Y = 0). \]
首先,我们计算 $ P(Y = 0) $:
\[ P(Y = 0) = \binom{5}{0} (e^{-2})^0 (1 - e^{-2})^5 = 1 \cdot 1 \cdot (1 - e^{-2})^5 = (1 - e^{-2})^5. \]
因此,
\[ P(Y \geq 1) = 1 - (1 - e^{-2})^5. \]
将 $ e^{-2} \approx 0.1353 $ 代入,我们得到:
\[ 1 - e^{-2} \approx 1 - 0.1353 = 0.8647, \]
\[ (1 - e^{-2})^5 \approx 0.8647^5 \approx 0.4882, \]
\[ P(Y \geq 1) \approx 1 - 0.4882 = 0.5118. \]
因此,概率 $ P(Y \geq 1) $ 为:
\[ \boxed{1 - (1 - e^{-2})^5}. \]