已知一本300页的书中,每页的印刷错误的个数服从参数为 0.2的泊松分布,试求整书中的印刷错误总数不多于 70个的概率.
已知一本300页的书中,每页的印刷错误的个数服从参数为 0.2的泊松分布,试求整书中的印刷错误总数不多于 70个
的概率.
题目解答
答案
解:记每页印刷错误个数为 Xi,i=1,2,3,…300,
则它们独立同服从参数为 0.2的泊松分布,所以E (X i) =0.2 , D(X i )=0.2
所以
"300 、
poo ] 送 Xj-0.2汉300 70 601 f 10、
Phi Xj 兰70y = p{ —兰茫① 1=^(1.29)=0.90147
g , | 22x300 V60 &60 丿
I J
解析
考查要点:本题主要考查中心极限定理的应用,以及如何利用正态分布近似求解泊松分布的和的概率问题。
解题核心思路:
- 识别问题类型:题目中多个独立同分布的泊松随机变量之和的概率计算。
- 应用中心极限定理:当变量个数足够大时,和的分布近似正态分布。
- 标准化处理:将求和问题转化为标准正态分布的概率计算。
破题关键点:
- 确定总和的均值与方差:每个泊松变量的均值和方差均为参数$\lambda=0.2$,总和的均值为$300 \times 0.2 = 60$,方差同理为$60$。
- 正态近似:利用中心极限定理,将总和近似为$N(60, 60)$。
- 标准化计算:将问题转化为标准正态分布的概率,注意是否需要连续性修正(本题未使用)。
步骤1:定义变量与分布
设每页印刷错误个数为$X_i \sim \text{Poisson}(0.2)$,总和为$X = \sum_{i=1}^{300} X_i$。根据泊松分布性质:
$E(X_i) = 0.2, \quad D(X_i) = 0.2$
步骤2:计算总和的均值与方差
总和的均值和方差为:
$E(X) = 300 \times 0.2 = 60, \quad D(X) = 300 \times 0.2 = 60$
步骤3:应用中心极限定理
当$n=300$较大时,$X$近似服从正态分布:
$X \approx N(60, 60)$
步骤4:标准化与概率计算
求$P(X \leq 70)$,标准化后:
$Z = \frac{X - E(X)}{\sqrt{D(X)}} = \frac{70 - 60}{\sqrt{60}} \approx 1.29$
查标准正态分布表得:
$\Phi(1.29) \approx 0.90147$