若X~N(1,σ2),且P(0<X<2)=0.9544,则P(X<0)=( )A. 0.0222B. 0.0224C. 0.0226D. 0.0228
A. 0.0222
B. 0.0224
C. 0.0226
D. 0.0228
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的概率计算,涉及标准化变换及标准正态分布表的使用。
解题核心思路:
- 标准化处理:将给定的正态分布转化为标准正态分布,利用已知概率求出标准差σ。
- 对称性应用:利用正态分布的对称性,结合标准正态分布表计算目标概率。
破题关键点:
- 识别对称区间:区间(0,2)关于均值μ=1对称,对应标准差的倍数关系。
- 逆向求解σ:通过已知概率P(0<X<2)=0.9544,结合标准正态分布表确定σ的值。
- 计算尾部概率:将X=0标准化后,通过标准正态分布表直接查出P(Z<-2)。
步骤1:标准化变换
设X~N(1, σ²),则标准化变量为:
$Z = \frac{X - 1}{\sigma}$
步骤2:确定σ的值
已知P(0<X<2)=0.9544,对应标准化后:
$P\left(\frac{0-1}{\sigma} < Z < \frac{2-1}{\sigma}\right) = P\left(-\frac{1}{\sigma} < Z < \frac{1}{\sigma}\right) = 0.9544$
根据标准正态分布的对称性:
$\Phi\left(\frac{1}{\sigma}\right) - \Phi\left(-\frac{1}{\sigma}\right) = 0.9544$
其中$\Phi(-a) = 1 - \Phi(a)$,代入得:
$2\Phi\left(\frac{1}{\sigma}\right) - 1 = 0.9544$
解得:
$\Phi\left(\frac{1}{\sigma}\right) = 0.9772$
查标准正态分布表,$\Phi(2) = 0.9772$,故$\frac{1}{\sigma} = 2$,得:
$\sigma = 0.5$
步骤3:计算P(X<0)
将X=0标准化:
$Z = \frac{0 - 1}{0.5} = -2$
因此:
$P(X < 0) = P(Z < -2) = \Phi(-2) = 1 - \Phi(2)$
查表得$\Phi(2) = 0.9772$,故:
$P(X < 0) = 1 - 0.9772 = 0.0228$