在1500个产品中有400个次品、1100个正品,任取200个。(1) 求恰有90个次品的概率;(2) 求至少有2个次品的概率。
在1500个产品中有400个次品、1100个正品,任取200个。 (1) 求恰有90个次品的概率; (2) 求至少有2个次品的概率。
题目解答
答案
我们来逐步解决这个概率问题。
题目背景:
- 总产品数:1500 个
- 次品数:400 个
- 正品数:1100 个
- 从中任取:200 个产品
(1) 求恰有90个次品的概率
我们使用超几何分布来解决这个问题。
超几何分布公式:
设从总数为 $ N $ 的总体中抽取 $ n $ 个样本,其中含有 $ K $ 个成功项(如次品),则恰好抽到 $ k $ 个成功项的概率为:
$P(X = k) = \frac{\binom{K}{k} \binom{N-K}{n-k}}{\binom{N}{n}}$
应用到本题:
- $ N = 1500 $(总产品数)
- $ K = 400 $(次品数)
- $ n = 200 $(抽取的产品数)
- $ k = 90 $(我们希望抽到的次品数)
代入公式:
$P(X = 90) = \frac{\binom{400}{90} \binom{1100}{110}}{\binom{1500}{200}}$
> ⚠️ 注意:这个计算非常庞大,通常需要使用计算机软件(如Python、R、Excel)或近似方法(如正态近似)来计算。
(2) 求至少有2个次品的概率
即求:
$P(X \geq 2) = 1 - P(X < 2) = 1 - [P(X = 0) + P(X = 1)]$
我们使用超几何分布分别计算 $ P(X = 0) $ 和 $ P(X = 1) $。
计算 $ P(X = 0) $:
$P(X = 0) = \frac{\binom{400}{0} \binom{1100}{200}}{\binom{1500}{200}} = \frac{\binom{1100}{200}}{\binom{1500}{200}}$
计算 $ P(X = 1) $:
$P(X = 1) = \frac{\binom{400}{1} \binom{1100}{199}}{\binom{1500}{200}}$
所以:
$P(X \geq 2) = 1 - \left[ \frac{\binom{1100}{200}}{\binom{1500}{200}} + \frac{400 \cdot \binom{1100}{199}}{\binom{1500}{200}} \right]$
总结:
(1) 恰有90个次品的概率:
$\boxed{P(X = 90) = \frac{\binom{400}{90} \binom{1100}{110}}{\binom{1500}{200}}}$
(2) 至少有2个次品的概率:
$\boxed{P(X \geq 2) = 1 - \left[ \frac{\binom{1100}{200} + 400 \cdot \binom{1100}{199}}{\binom{1500}{200}} \right]}$
> ⚠️ 这些组合数非常大,实际计算需借助计算机或近似方法。例如,可以使用正态近似来估算这些概率。如果需要数值结果,可以使用 Python 的 scipy.stats.hypergeom 模块来计算。
如果你需要数值结果或代码实现,也可以告诉我,我可以帮你写一个 Python 脚本进行计算。
解析
本题主要考查超几何分布的应用。超几何分布是统计学上一种离散概率分布,它描述了从有限$N$个物件(其中包含$M$个指定种类的物件)中抽出$n$个物件,成功抽出该指定种类的物件的次数(不放回)。其概率公式为$P(X = k)=\frac{\binom{K}{k}\binom{N - K}{n - k}}{\binom{N}{n}}$,其中$N$是总体个数,$K$是总体中具有某种特征的个体个数,$n$是抽取的样本个数,$k$是抽取的样本中具有该特征的个体个数。
(1)求恰有$90$个次品的概率
已知总产品数$N = 1500$,次品数$K = 400$,抽取的产品数$n = 200$,希望抽到的次品数$k = 90$。
将这些值代入超几何分布公式$P(X = k)=\frac{\binom{K}{k}\binom{N - K}{n - k}}{\binom{N}{n}}$可得:
$P(X = 90)=\frac{\binom{400}{90}\binom{1500 - 400}{200 - 90}}{\binom{1500}{200}}=\frac{\binom{400}{90}\binom{1100}{110}}{\binom{1500}{200}}$
(2)求至少有$2$个次品的概率
“至少有$2$个次品”的对立事件是“有$0$个次品或$1$个次品”,根据对立事件概率之和为$1$,可得$P(X\geq2)=1 - P(X\lt2)=1 - [P(X = 0)+P(X = 1)]$。
- 计算$P(X = 0)$:
将$k = 0$代入超几何分布公式,可得$P(X = 0)=\frac{\binom{400}{0}\binom{1100}{200}}{\binom{1500}{200}}$,因为$\binom{400}{0}=1$,所以$P(X = 0)=\frac{\binom{1100}{200}}{\binom{1500}{200}}$。 - 计算$P(X = 1)$:
将$k = 1$代入超几何分布公式,可得$P(X = 1)=\frac{\binom{400}{1}\binom{1100}{199}}{\binom{1500}{200}}$,因为$\binom{400}{1}=400$,所以$P(X = 1)=\frac{400\cdot\binom{1100}{199}}{\binom{1500}{200}}$。
将$P(X = 0)$和$P(X = 1)$代入$P(X\geq2)=1 - [P(X = 0)+P(X = 1)]$可得:
$P(X\geq2)=1 - \left[\frac{\binom{1100}{200}}{\binom{1500}{200}}+\frac{400\cdot\binom{1100}{199}}{\binom{1500}{200}}\right]=1 - \left[\frac{\binom{1100}{200}+400\cdot\binom{1100}{199}}{\binom{1500}{200}}\right]$