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题目

某工厂的某种产品成箱包装,每箱200件,每一箱产品在交付用户之前要对产品作检验,如检验出不合格品,则更换为合格品。检验时,先从这箱产品中任取20件作检验,再根据检验结果决定是否对余下的所有产品作检验,设每件产品为不合格品的概率都为p(0<p<1),且各件产品是否为不合格品相互独立。(1)记20件产品中恰有2件不合格品的概率为f(p),求f(p)的最大值点p_0;(2)现对一箱产品检验了20件,结果恰有2件不合格品,以(1)中确定的p_0作为p的值。已知每件产品的检验费用为2元,若有不合格品进入用户手中,则工厂要对每件不合格品支付25元的赔偿费用。(rm i)若不对该箱余下的产品作检验,这一箱产品的检验费用与赔偿费用的和记为X,求EX。(rm ii)以检验费用与赔偿费用和的期望值为决策依据,是否该对这箱余下的所有产品作检验?

某工厂的某种产品成箱包装,每箱$$200$$件,每一箱产品在交付用户之前要对产品作检验,如检验出不合格品,则更换为合格品。检验时,先从这箱产品中任取$$20$$件作检验,再根据检验结果决定是否对余下的所有产品作检验,设每件产品为不合格品的概率都为$$p$$($$0<p<1$$),且各件产品是否为不合格品相互独立。

(1)记$$20$$件产品中恰有$$2$$件不合格品的概率为$$f(p)$$,求$$f(p)$$的最大值点$$p_0$$;

(2)现对一箱产品检验了$$20$$件,结果恰有$$2$$件不合格品,以(1)中确定的$$p_0$$作为$$p$$的值。已知每件产品的检验费用为$$2$$元,若有不合格品进入用户手中,则工厂要对每件不合格品支付$$25$$元的赔偿费用。

($$\rm i$$)若不对该箱余下的产品作检验,这一箱产品的检验费用与赔偿费用的和记为$$X$$,求$$EX$$。

($$\rm ii$$)以检验费用与赔偿费用和的期望值为决策依据,是否该对这箱余下的所有产品作检验?

题目解答

答案

(1)$$f(p)={\rm C}_{20}^2p^2(1-p)^{18}$$,

$$f'(p)={\rm C}_{20}^2[2p(1-p)^{18}-18p^2(1-p)^{17}]$$$$={\rm C}_{20}^2(1-p)^{17}2p(1-10p)$$,$$0<p<1$$,

当$$p=\frac{1}{10}$$时,$$f'(p)=0$$,且$$f'(p)$$在$$(0,\frac{1}{10})$$上时$$f'(p)>0$$,在$$(\frac{1}{10},1)$$上时$$f'(p)<0$$,

所以当$$p=\frac{1}{10}$$时,$$f(p)$$取最大值,

$$f(p)$$的最大值为$$f(\frac{1}{10})=\frac{19\times 9^{18}}{10^{19}}$$,

即$$f(p)$$的最大值点$$p_0$$$$=$$$$0.1$$。

(2)由(1)知,$$p=p_0=0.1$$,

($${\rm i}$$)令$$Y$$表示余下的$$180$$件产品中的不合格品件数,依题意知:

$$Y\sim B(180,0.1)$$,$$X=20\times 2+25Y$$,

即$$X=40+25Y$$,

所以$$E(X)=E(40+25Y)$$$$=40+25E(Y)$$$$=490$$。

($${\rm ii}$$)如果对余下的产品作检验,则这一箱中所需要的检验费用为$$400$$元,

由于$$E(X)>400$$,所以需要对剩下的所有产品进行验证。

解析

步骤 1:求$$f(p)$$
$$20$$件产品中恰有$$2$$件不合格品的概率$$f(p)$$为:
$$f(p)={\rm C}_{20}^2p^2(1-p)^{18}$$
步骤 2:求$$f(p)$$的最大值点$$p_0$$
对$$f(p)$$求导,得到$$f'(p)$$:
$$f'(p)={\rm C}_{20}^2[2p(1-p)^{18}-18p^2(1-p)^{17}]$$
$$={\rm C}_{20}^2(1-p)^{17}2p(1-10p)$$
令$$f'(p)=0$$,解得$$p=\frac{1}{10}$$
当$$p=\frac{1}{10}$$时,$$f'(p)$$在$$(0,\frac{1}{10})$$上时$$f'(p)>0$$,在$$(\frac{1}{10},1)$$上时$$f'(p)<0$$
所以当$$p=\frac{1}{10}$$时,$$f(p)$$取最大值,即$$p_0=0.1$$
步骤 3:求$$EX$$
令$$Y$$表示余下的$$180$$件产品中的不合格品件数,依题意知:
$$Y\sim B(180,0.1)$$,$$X=20\times 2+25Y$$
即$$X=40+25Y$$
所以$$E(X)=E(40+25Y)$$
$$=40+25E(Y)$$
$$=40+25\times 180\times 0.1$$
$$=490$$
步骤 4:判断是否应该对这箱余下的所有产品作检验
如果对余下的产品作检验,则这一箱中所需要的检验费用为$$400$$元
由于$$E(X)>400$$,所以需要对剩下的所有产品进行验证

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