题目
对敌人的防御地段进行100次轰炸,每次轰炸命中目标的炮弹数是一个随机变量,其数学期望为2,方差为2.25,则在100轰炸中有180颗到220颗炮弹命中目标的概率为________. (附:)
对敌人的防御地段进行100次轰炸,每次轰炸命中目标的炮弹数是一个随机变量,其数学期望为2,方差为2.25,则在100轰炸中有180颗到220颗炮弹命中目标的概率为________. (附:)
题目解答
答案
0.816
解析
考查要点:本题主要考查中心极限定理的应用,即利用正态分布近似求解独立同分布随机变量和的概率问题。
解题核心思路:
- 确定总命中数的期望与方差:每次轰炸命中数的期望为2,方差为2.25,100次轰炸的总命中数可视为100个独立同分布随机变量的和。
- 应用中心极限定理:当样本量较大(如n=100)时,总命中数近似服从正态分布。
- 标准化处理:将题目中的区间转化为标准正态分布的概率,通过查表计算最终结果。
破题关键点:
- 正确计算总命中数的期望和方差。
- 选择合适的标准化方法,将实际值转化为Z分数。
- 准确查标准正态分布表,注意区间概率的计算方式。
步骤1:计算总命中数的期望与方差
设每次轰炸命中数为$X_i$,则总命中数$S = X_1 + X_2 + \cdots + X_{100}$。
- 期望:$E(S) = 100 \times E(X_i) = 100 \times 2 = 200$
- 方差:$\text{Var}(S) = 100 \times \text{Var}(X_i) = 100 \times 2.25 = 225$
- 标准差:$\sigma = \sqrt{225} = 15$
步骤2:应用中心极限定理
根据中心极限定理,$S$近似服从正态分布$N(\mu=200, \sigma^2=225)$,即:
$S \sim N(200, 15^2)$
步骤3:标准化并计算概率
求$P(180 \leq S \leq 220)$,转化为标准正态分布:
$Z_1 = \frac{180 - 200}{15} = -1.33, \quad Z_2 = \frac{220 - 200}{15} = 1.33$
查标准正态分布表得:
$\Phi(1.33) = 0.9082, \quad \Phi(-1.33) = 1 - \Phi(1.33) = 0.0918$
因此,所求概率为:
$P(180 \leq S \leq 220) = \Phi(1.33) - \Phi(-1.33) = 0.9082 - 0.0918 = 0.8164$
保留三位小数,结果为$0.816$。