题目
2、(4分)某药厂断言,该厂生产的某种药品对于医治一种血液病的治愈率为0.8.医院任意抽查100个服用此药品的病人,若其中多于75个人治愈,就接受此断言.已知实际上此药品对该病治疗率是0.7,问大众是否能接受此断言?(提示:使用De Moivre-Laplace定理)
2、(4分)某药厂断言,该厂生产的某种药品对于医治一种血液病的治愈率为0.8.医院任意抽查100个服用此药品的病人,若其中多于75个人治愈,就接受此断言.已知实际上此药品对该病治疗率是0.7,问大众是否能接受此断言?(提示:使用De Moivre-Laplace定理)
题目解答
答案
设 $X$ 为100个病人中治愈的人数,$X$ 服从二项分布 $B(100, 0.7)$。由De Moivre-Laplace定理,$X$ 近似服从正态分布 $N(70, 21)$。
求 $P(X > 75)$,即
$P\left(Z > \frac{75 - 70}{\sqrt{21}}\right) = P(Z > 1.09)$
其中 $Z$ 为标准正态变量。查表得 $P(Z \leq 1.09) \approx 0.8621$,故
$P(Z > 1.09) \approx 1 - 0.8621 = 0.1379$
答案: 医院接受药厂断言的概率约为 $\boxed{0.1379}$(或13.79%)。
解析
本题考查二项分布的正态近似以及利用正态分布计算概率,解题思路如下:
- 确定随机变量及其分布:
- 设$X$为$100$个病人中治愈的人数,因为每个病人是否治愈是相互独立的,且治愈的概率固定为$0.7$,所以$X$服从二项分布$B(n,p)$,其中$n = 100$(试验次数,即病人总数),$p = 0.7$(每次试验成功的概率,即药品的治愈率)。
- 使用De Moivre - Laplace定理进行正态近似:
- 根据De Moivre - Laplace定理,当$n$很大时(一般$np\geq5$且$n(1 - p)\geq5$),二项分布$B(n,p)$近似服从正态分布$N(np,np(1 - p))$。
- 计算$np=100\times0.7 = 70$,$np(1 - p)=100\times0.7\times(1 - 0.7)=100\times0.7\times0.3 = 21$。
- 所以$X$近似服从正态分布$N(70,21)$。
- 计算接受断言的概率:
- 医院接受药厂断言的条件是$X>75$,我们需要计算$P(X > 75)$。
- 为了利用标准正态分布表计算概率,我们进行标准化变换。设$Z=\frac{X-\mu}{\sigma}$,其中$\mu = 70$是正态分布$N(70,21)$的均值,$\sigma=\sqrt{21}$是其标准差,$Z$服从标准正态分布$N(0,1)$。
- 则$P(X > 75)=P\left(\frac{X - 70}{\sqrt{21}}>\frac{75 - 70}{\sqrt{21}}\right)=P\left(Z > \frac{75 - 70}{\sqrt{21}}\right)$。
- 计算$\frac{75 - 70}{\sqrt{21}}\approx\frac{5}{4.583}\approx1.09$,所以$P(X > 75)=P(Z > 1.09)$。
- 根据标准正态分布的性质$P(Z > 1.09)=1 - P(Z\leq1.09)$。
- 查标准正态分布表可得$P(Z\leq1.09)\approx0.8621$。
- 所以$P(Z > 1.09)=1 - 0.8621 = 0.1379$。