题目
已知离散均匀总体X的分布律为(X=i)=dfrac (1)(3) ,i=2,4, 6,从总体X中抽取n=54的简单随机样本(X=i)=dfrac (1)(3) ,i=2,4, 6,求样本和的值介于区间(204,240)内的概率.(利用中心极限定理)
已知离散均匀总体X的分布律为
,从总体X中抽取n=54的简单随机样本
,求样本和的值介于区间(204,240)内的概率.(利用中心极限定理)
题目解答
答案
解:已知离散均匀总体X
。首先计算样本均值和标准差
,根据中心极限定理,样本和服从近似的正态分布即
,
=
=
解析
考查要点:本题主要考查中心极限定理的应用,涉及离散均匀分布总体的样本和的概率计算。
解题核心思路:
- 确定总体参数:计算总体均值$\mu$和方差$\sigma^2$。
- 应用中心极限定理:样本和$S$近似服从正态分布$N(n\mu, n\sigma^2)$。
- 标准化处理:将区间$(204, 240)$转化为标准正态分布下的$Z$分数范围。
- 查表求概率:利用标准正态分布表计算概率。
破题关键点:
- 正确计算总体均值和方差:离散均匀分布的均值和方差需准确计算。
- 区分样本和与样本均值的参数:样本和的均值为$n\mu$,方差为$n\sigma^2$,标准差为$\sqrt{n}\sigma$。
1. 计算总体均值和方差
总体$X$的取值为$2,4,6$,概率均为$\dfrac{1}{3}$:
- 均值:
$\mu = \dfrac{2 + 4 + 6}{3} = 4$ - 方差:
$\sigma^2 = \dfrac{(2-4)^2 + (4-4)^2 + (6-4)^2}{3} = \dfrac{8}{3} \approx 2.6667$
2. 确定样本和的分布参数
样本量$n=54$,根据中心极限定理:
- 样本和的均值:
$E(S) = n\mu = 54 \times 4 = 216$ - 样本和的方差:
$\text{Var}(S) = n\sigma^2 = 54 \times \dfrac{8}{3} = 144$ - 样本和的标准差:
$\sigma_S = \sqrt{144} = 12$
3. 标准化区间并计算概率
将区间$(204, 240)$标准化为$Z$分数:
- 下限:
$Z_1 = \dfrac{204 - 216}{12} = -1$ - 上限:
$Z_2 = \dfrac{240 - 216}{12} = 2$
查标准正态分布表:
- $P(Z < 2) \approx 0.9772$
- $P(Z < -1) \approx 0.1587$
所求概率:
$P(204 < S < 240) = 0.9772 - 0.1587 = 0.8185$