题目
2.设随机变量X~N(μ,σ²),Φ(x)为标准正态分布函数,则P(X>x)=A. Φ(x);B. 1-Φ(x);C. Φ((x-μ)/(σ));D. 1-Φ((x-μ)/(σ))
2.设随机变量X~N(μ,σ²),Φ(x)为标准正态分布函数,则P{X>x}=
A. Φ(x);
B. 1-Φ(x);
C. Φ($\frac{x-μ}{σ}$);
D. 1-Φ($\frac{x-μ}{σ}$)
题目解答
答案
D. 1-Φ($\frac{x-μ}{σ}$)
解析
本题考查正态分布的概率计算以及标准正态分布函数的应用。解题的关键思路是将一般正态分布随机变量$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$通过标准化变换转化为标准正态分布随机变量$Z\sim N(0,1)$,再利用标准正态分布函数$\varPhi(x)$来计算概率。
详细解答过程
- 已知随机变量$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,根据正态分布的标准化公式,若$X\sim N(\mu,\sigma^{2})$,则$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}\sim N(0,1)$。
- 要求$P\{X > x\}$,我们对不等式进行标准化处理:
- 因为$Z=\frac{X - \mu}{\sigma}$,那么$X=\sigma Z+\mu$,所以$P\{X > x\}=P\{\sigma Z+\mu > x\}$。
- 对不等式$\sigma Z+\mu > x$进行移项可得$\sigma Z>x - \mu$,由于$\sigma>0$,两边同时除以$\sigma$,不等号方向不变,得到$P\{Z>\frac{x - \mu}{\sigma}\}$。
- 根据概率的基本性质,对于任意随机变量$Z$,$P\{Z>\frac{x - \mu}{\sigma}\}=1 - P\{Z\leqslant\frac{x - \mu}{\sigma}\}$。
- 又因为$\varPhi(x)$为标准正态分布函数,其定义为$\varPhi(x)=P\{Z\leqslant x\}$,所以$P\{Z\leqslant\frac{x - \mu}{\sigma}\}=\varPhi(\frac{x - \mu}{\sigma})$。
- 综上,$P\{X > x\}=1 - \varPhi(\frac{x - \mu}{\sigma})$。