题目
单选题(共25题,2.(4.0分)设X~N(3,4),则P(|X|>2)=()。A. Phi(2.5)-Phi(0.5)-1B. 2[Phi(0.5)+Phi(2.5)]C. Phi(0.5)+Phi(2.5)-1D. Phi(0.5)+1-Phi(2.5)
单选题(共25题,2.(4.0分)设X~N(3,4),则P(|X|>2)=()。
A. $\Phi(2.5)-\Phi(0.5)-1$
B. 2[$\Phi(0.5)+\Phi(2.5)$]
C. $\Phi(0.5)+\Phi(2.5)-1$
D. $\Phi(0.5)+1-\Phi(2.5)$
题目解答
答案
D. $\Phi(0.5)+1-\Phi(2.5)$
解析
本题考查正态分布的概率计算,解题思路是先将给定的正态分布$X\sim N(3,4)$进行标准化,再根据绝对值不等式的性质将$P(|X|\gt{}2)$进行转化,最后利用标准正态分布的性质计算概率。
步骤一:对$X$进行标准化
已知$X\sim N(3,4)$,即$X$服从均值为$3$,方差为$4$的正态分布。根据正态分布的标准化公式$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$(其中$\mu$为均值,$\sigma$为标准差),可得$\sigma = \sqrt{4} = 2$,则$Z = \frac{X - 3}{2}\sim N(0,1)$。
步骤二:转化$P(|X|\gt{}2)$
根据绝对值不等式的性质$|X|\gt{}2$等价于$X \gt 2$或$X \lt -2$,所以$P(|X|\gt{}2)=P(X \gt 2)+P(X \lt -2)$。
步骤三:分别计算$P(X \gt 2)$和$P(X \lt -2)$
- 计算$P(X \gt 2)$:
将$X = 2$代入标准化公式$Z = \frac{X - 3}{2}$,可得$Z_1 = \frac{2 - 3}{2} = -0.5$,则$P(X \gt 2)=P\left(Z \gt \frac{2 - 3}{2}\right)=P(Z \gt -0.5)$。
根据标准正态分布的性质$P(Z \gt -0.5)=1 - P(Z\leq -0.5)$,又因为标准正态分布的分布函数为$\varPhi(z)=P(Z\leq z)$,所以$P(Z \gt -0.5)=1 - \varPhi(-0.5)$。
再根据标准正态分布的对称性$\varPhi(-z)=1 - \varPhi(z)$,可得$\varPhi(-0.5)=1 - \varPhi(0.5)$,则$P(X \gt 2)=1 - (1 - \varPhi(0.5))=\varPhi(0.5)$。 - 计算$P(X \lt -2)$:
将$X = -2$代入标准化公式$Z = \frac{X - 3}{2}$,可得$Z_2 = \frac{-2 - 3}{2} = -2.5$,则$P(X \lt -2)=P\left(Z \lt \frac{-2 - 3}{2}\right)=P(Z \lt -2.5)$。
根据标准正态分布的对称性$\varPhi(-z)=1 - \varPhi(z)$,可得$P(Z \lt -2.5)=\varPhi(-2.5)=1 - \varPhi(2.5)$。
步骤四:计算$P(|X|\gt{}2)$
将$P(X \gt 2)=\varPhi(0.5)$和$P(X \lt -2)=1 - \varPhi(2.5)$代入$P(|X|\gt{}2)=P(X \gt 2)+P(X \lt -2)$,可得$P(|X|\gt{}2)=\varPhi(0.5)+1 - \varPhi(2.5)$。