设书籍上每页的印刷错误的个数 X 服从泊松分布,经统计发现在某本书上,有一个印刷错误与有两个印刷错误的页数相同,求任意检验 4 页,每页上都没有印刷错误的概率。
设书籍上每页的印刷错误的个数 $X$ 服从泊松分布,经统计发现在某本书上,有一个印刷错误与有两个印刷错误的页数相同,求任意检验 4 页,每页上都没有印刷错误的概率。
题目解答
答案
我们来逐步解决这个问题。
题目理解
设每页的印刷错误个数 $ X $ 服从泊松分布,记作:
$X \sim \text{Poisson}(\lambda)$
其中,$\lambda$ 是每页平均错误数。
题目给出:
- 有 一个错误 的页数 = 有 两个错误 的页数。
我们记:
- $P(X = 1)$:一页上有1个错误的概率;
- $P(X = 2)$:一页上有2个错误的概率。
由于页数相等,所以:
$P(X = 1) = P(X = 2)$
第一步:利用泊松分布公式
泊松分布的概率质量函数为:
$P(X = k) = \frac{e^{-\lambda} \lambda^k}{k!}$
所以:
$P(X = 1) = \frac{e^{-\lambda} \lambda^1}{1!} = e^{-\lambda} \lambda$
$P(X = 2) = \frac{e^{-\lambda} \lambda^2}{2!} = \frac{e^{-\lambda} \lambda^2}{2}$
根据题意:
$e^{-\lambda} \lambda = \frac{e^{-\lambda} \lambda^2}{2}$
两边同时除以 $e^{-\lambda}$(因为 $e^{-\lambda} > 0$):
$\lambda = \frac{\lambda^2}{2}$
两边乘以 2:
$2\lambda = \lambda^2$
整理得:
$\lambda^2 - 2\lambda = 0 \Rightarrow \lambda(\lambda - 2) = 0$
所以 $\lambda = 0$ 或 $\lambda = 2$
但 $\lambda = 0$ 表示没有错误,这与“有一页有1个错误”矛盾,所以:
$\lambda = 2$
第二步:求任意检验4页,每页都没有错误的概率
即求:
$P(X = 0)^4$
因为每页错误数独立,4页都没有错误的概率是每页都没有错误的概率的四次方。
我们先求 $P(X = 0)$:
$P(X = 0) = \frac{e^{-2} \cdot 2^0}{0!} = e^{-2}$
所以:
$P(\text{4页都无错误}) = (e^{-2})^4 = e^{-8}$
最终答案
$\boxed{e^{-8}}$
这是任意检验4页,每页都没有印刷错误的概率。