题目
练习:某种电子元件的寿命服从均值为100小时的指数分布.现随机地取25只,设它们的寿命是相互独立的.求这25只元件的寿命的总和大于3500小时的概率.已知某类产品的次品率为0.2,现从一大批这类产品中随机地抽查400件,利用中心极限定理计算抽取产品中次品数在80与96之间的概率。Phi(1)=0.8413,Phi(2)=0.9772
练习:某种电子元件的寿命服从均值为100小时的指数分布.现随机地取25只,设它们的寿命是相互独立的.求这25只元件的寿命的总和大于3500小时的概率.
已知某类产品的次品率为0.2,现从一大批这类产品中随机地抽查400件,利用中心极限定理计算抽取产品中次品数在80与96之间的概率。
$\Phi(1)=0.8413,\Phi(2)=0.9772$
题目解答
答案
**问题1:**
设 $X_i$ 为第 $i$ 只元件寿命,$E(X_i) = 100$,$\text{Var}(X_i) = 10000$。总和 $S = \sum_{i=1}^{25} X_i$,则 $E(S) = 2500$,$\text{Var}(S) = 250000$,$\sigma_S = 500$。
由中心极限定理,$S$ 近似服从 $N(2500, 500^2)$。
求 $P(S > 3500)$:
\[
P\left(Z > \frac{3500 - 2500}{500}\right) = P(Z > 2) = 1 - \Phi(2) = 1 - 0.9772 = 0.0228
\]
**答案:** $\boxed{0.0228}$
**问题2:**
设 $X$ 为次品数,$X \sim B(400, 0.2)$,则 $E(X) = 80$,$\text{Var}(X) = 64$。
由中心极限定理,$X$ 近似服从 $N(80, 64)$。
求 $P(80 < X < 96)$:
\[
P\left(0 < Z < 2\right) = \Phi(2) - \Phi(0) = 0.9772 - 0.5 = 0.4772
\]
**答案:** $\boxed{0.4772}$
解析
问题1:
本题考查中心极限定理的应用。指数分布的均值和方差分别为$\mu$和$\mu^2$,总和的均值和方差可由独立同分布性质求出。通过中心极限定理将总和近似为正态分布,再计算标准化后的概率。
问题2:
本题考查二项分布的正态近似。次品数服从二项分布,利用中心极限定理近似为正态分布,需注意离散变量的连续性修正(但本题答案未体现修正,直接计算)。
问题1
确定均值与方差
每个元件寿命$X_i \sim \text{指数分布}(\mu=100)$,则:
- 均值:$E(X_i) = 100$
- 方差:$\text{Var}(X_i) = 100^2 = 10000$
总和$S = \sum_{i=1}^{25} X_i$,由独立性得:
- $E(S) = 25 \times 100 = 2500$
- $\text{Var}(S) = 25 \times 10000 = 250000$
- 标准差:$\sigma_S = \sqrt{250000} = 500$
应用中心极限定理
$S$近似服从$N(2500, 500^2)$,标准化后:
$P(S > 3500) = P\left(Z > \frac{3500 - 2500}{500}\right) = P(Z > 2)$
查标准正态分布表得:
$P(Z > 2) = 1 - \Phi(2) = 1 - 0.9772 = 0.0228$
问题2
确定均值与方差
次品数$X \sim B(400, 0.2)$,则:
- 均值:$E(X) = 400 \times 0.2 = 80$
- 方差:$\text{Var}(X) = 400 \times 0.2 \times 0.8 = 64$
- 标准差:$\sigma_X = \sqrt{64} = 8$
应用中心极限定理
$X$近似服从$N(80, 64)$,标准化后:
$P(80 < X < 96) = P\left(0 < Z < \frac{96 - 80}{8}\right) = P(0 < Z < 2)$
查标准正态分布表得:
$P(0 < Z < 2) = \Phi(2) - \Phi(0) = 0.9772 - 0.5 = 0.4772$