31.简答题某班考试成绩服从正态分布Xsim N(70,10^2),若规定A=(低于60分为不及格),B=(70~85分为良好),试分别求不及格和良好的概率.
题目解答
答案
解析
本题考查正态分布的概率计算,解题思路是先将给定的正态分布转化为标准正态分布,再利用标准正态分布的性质和标准正态分布表来计算相应的概率。
1. 计算不及格的概率 $P(A) = P(X < 60)$
已知考试成绩 $X\sim N(70,10^{2})$,即均值 $\mu = 70$,标准差 $\sigma = 10$。
为了计算 $P(X < 60)$,我们需要将其转化为标准正态分布 $Z\sim N(0,1)$,转化公式为 $Z=\frac{X - \mu}{\sigma}$。
将 $X = 60$,$\mu = 70$,$\sigma = 10$ 代入公式可得:
$Z=\frac{60 - 70}{10}=\frac{-10}{10}=-1$
所以 $P(X < 60)=P(Z < -1)$。
根据标准正态分布的对称性,$P(Z < -1)=P(Z > 1)$,而 $P(Z > 1)=1 - P(Z\leqslant 1)$。
通过查标准正态分布表,可得 $P(Z\leqslant 1)\approx0.8413$,则:
$P(Z > 1)=1 - 0.8413 = 0.1587$
即 $P(A)=P(X < 60)\approx0.1587$。
2. 计算良好的概率 $P(B) = P(70\leqslant X\leqslant 85)$
同样先将 $X$ 的取值范围转化为标准正态分布 $Z$ 的取值范围。
当 $X = 70$ 时,$Z_1=\frac{70 - 70}{10}=0$;
当 $X = 85$ 时,$Z_2=\frac{85 - 70}{10}=\frac{15}{10}=1.5$。
所以 $P(70\leqslant X\leqslant 85)=P(0\leqslant Z\leqslant 1.5)$。
根据概率的性质,$P(0\leqslant Z\leqslant 1.5)=P(Z\leqslant 1.5)-P(Z\leqslant 0)$。
查标准正态分布表可得 $P(Z\leqslant 1.5)\approx0.9332$,且 $P(Z\leqslant 0) = 0.5$,则:
$P(0\leqslant Z\leqslant 1.5)=0.9332 - 0.5 = 0.4332$
即 $P(B)=P(70\leqslant X\leqslant 85)\approx0.4332$。