题目
5.一加法器同时收到20个噪声电压 _(k)(k=1,2,... ,20), 设它们是相互独立的随机变-|||-量,且都在区间(0,10)上服从均匀分布,记 =sum _(k=1)^20(V)_(k). 求 Ygt 105 的近似值.

题目解答
答案
0.348.
解析
考查要点:本题主要考查中心极限定理的应用,以及利用正态分布近似求解独立随机变量和的概率。
解题核心思路:
- 确定单个随机变量的期望与方差:每个$V_k$服从均匀分布$U(0,10)$,计算其期望和方差。
- 求和的期望与方差:根据独立随机变量和的性质,计算总和$V$的期望和方差。
- 正态近似:利用中心极限定理,将$V$近似为正态分布,标准化后通过标准正态分布表求概率。
破题关键点:
- 正确应用均匀分布的期望与方差公式。
- 准确计算总和的期望与方差。
- 标准化处理与标准正态分布表的使用。
步骤1:计算单个随机变量的期望与方差
每个$V_k$服从均匀分布$U(0,10)$,其期望为:
$E(V_k) = \frac{0 + 10}{2} = 5$
方差为:
$D(V_k) = \frac{(10 - 0)^2}{12} = \frac{100}{12} \approx 8.3333$
步骤2:求和的期望与方差
总和$V = \sum_{k=1}^{20} V_k$的期望为:
$E(V) = \sum_{k=1}^{20} E(V_k) = 20 \times 5 = 100$
方差为:
$D(V) = \sum_{k=1}^{20} D(V_k) = 20 \times \frac{100}{12} = \frac{2000}{12} \approx 166.6667$
标准差为:
$\sigma = \sqrt{D(V)} = \sqrt{\frac{2000}{12}} \approx 12.9104$
步骤3:正态近似与标准化
根据中心极限定理,$V$近似服从正态分布$N(100, 166.6667)$。求$P(V > 105)$:
$Z = \frac{105 - E(V)}{\sigma} = \frac{105 - 100}{12.9104} \approx 0.3873$
查标准正态分布表,$Z = 0.39$对应的累积概率为$0.6517$,因此:
$P(V > 105) = 1 - 0.6517 = 0.3483 \approx 0.348$