题目
设随机变量X~(mu ,(4)^2), Y~(mu ,(4)^2), (mu ,(4)^2),(mu ,(4)^2), 则有( )A. 对于任意的, P1=P2 B. 对于任意的, P1< P2 C. 只对个别的,才有P1=P2 D. 对于任意的, P1> P2
设随机变量X~
, Y~
,
,
, 则有( )
B. 对于任意的, P1< P2
C. 只对个别的,才有P1=P2
D. 对于任意的, P1> P2
题目解答
答案
A
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的概率计算及标准化方法,重点在于理解标准差与概率的关系,以及如何通过标准化将不同正态分布转化为标准正态分布进行比较。
解题核心思路:
- 标准化处理:将X和Y分别转化为标准正态变量Z,消除均值μ的影响。
- 对称性分析:利用标准正态分布的对称性,将不同方向的尾部概率转化为同一标准正态分布下的概率值。
- 关键结论:通过标准化后,发现P1和P2均对应标准正态分布中Z ≤ -1或Z ≥ 1的概率,二者相等。
破题关键点:
- 标准化公式的应用:$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$。
- 尾部概率的对称性:$P(Z \geq 1) = P(Z \leq -1)$。
步骤1:标准化X和Y
-
对于$X \sim N(\mu, 4^2)$,标准化得:
$Z_X = \frac{X - \mu}{4} \sim N(0,1)$
因此,
$P_1 = P\{X \leq \mu - 4\} = P\left\{Z_X \leq \frac{\mu - 4 - \mu}{4}\right\} = P\{Z_X \leq -1\}.$ -
对于$Y \sim N(\mu, 5^2)$,标准化得:
$Z_Y = \frac{Y - \mu}{5} \sim N(0,1)$
因此,
$P_2 = P\{Y \geq \mu + 5\} = P\left\{Z_Y \geq \frac{\mu + 5 - \mu}{5}\right\} = P\{Z_Y \geq 1\}.$
步骤2:利用标准正态分布的对称性
- 标准正态分布函数$\Phi(z)$满足$\Phi(-z) = 1 - \Phi(z)$。
- 对于$P_1$:
$P_1 = \Phi(-1).$ - 对于$P_2$:
$P_2 = P\{Z_Y \geq 1\} = 1 - \Phi(1) = \Phi(-1).$
步骤3:比较P1和P2
- 由上述推导可知,$P_1 = P_2 = \Phi(-1)$,与$\mu$无关。因此,对于任意的$\mu$,均有$P_1 = P_2$。