某仪器装有三只独立工作的同型号电子元件,其寿命 ( 单位:小时 ) 都服从同一指数分布,概率密度为f(x)= {e)^-dfrac (x{600)}xgt 0 0 xleqslant 0 .。
某仪器装有三只独立工作的同型号电子元件,其寿命 ( 单位:小时 ) 都服从同一指数分布,概率密度为
试求:在仪器使用的最初 200小时内,至少有一只电子元件损坏的概率
。
题目解答
答案
由已知有:某仪器装有三只独立工作的同型号电子元件,其寿命 ( 单位:小时 ) 都服从同一指数分布,概率密度为
则电子元件的寿命在 200小时内的概率为:





则在仪器使用的最初 200小时内,电子元件没有损坏的概率,即电子元件的寿命大于 200小时的概率为:

故在仪器使用的最初 200小时内,一只电子元件都没有损坏的概率为:
在仪器使用的最初 200小时内,至少有一只电子元件损坏的概率
。
故答案为:
解析
考查要点:本题主要考查指数分布的概率计算以及独立事件的概率乘法法则,重点在于理解“至少一个发生”的概率可以通过互补事件(全部不发生)的概率来求解。
解题核心思路:
- 确定单个元件在200小时内损坏的概率:利用指数分布的累积分布函数直接计算。
- 计算三个元件均未损坏的概率:由于元件独立工作,将单个元件未损坏的概率三次方。
- 求至少一个损坏的概率:用1减去三个元件均未损坏的概率。
破题关键点:
- 指数分布的无记忆性在此题中不直接使用,因为题目关注的是初始时间段的概率。
- 互补事件转换是简化计算的核心,避免直接计算多个“至少一个”情况的复杂性。
步骤1:计算单个元件在200小时内损坏的概率
指数分布的累积分布函数为:
$P(X \leq x) = 1 - e^{-\frac{x}{\theta}}$
其中$\theta = 600$小时。代入$x = 200$:
$P(X \leq 200) = 1 - e^{-\frac{200}{600}} = 1 - e^{-\frac{1}{3}}$
步骤2:计算单个元件未损坏的概率
元件未损坏的概率为:
$P(X > 200) = 1 - P(X \leq 200) = e^{-\frac{1}{3}}$
步骤3:计算三个元件均未损坏的概率
由于元件独立,三个均未损坏的概率为:
$\left(e^{-\frac{1}{3}}\right)^3 = e^{-1}$
步骤4:求至少一个元件损坏的概率
互补事件概率为:
$1 - e^{-1} = 1 - \frac{1}{e}$