题目
4、甲乙两电影院在竞争1000名观众,假设每位观众在选择时是随机的,且彼此相互独立,问甲至少应设多少个座位,才能使观众因无座位而离去的概率小于1%。备用数据:sqrt(5)=2.236,sqrt(10)=3.162,Phi(2.33)=0.9901,Phi(1)=0.8413,Phi(0.99)=0.8389
4、甲乙两电影院在竞争1000名观众,假设每位观众在选择时是随机的,且彼此相互独立,问甲至少应设多少个座位,才能使观众因无座位而离去的概率小于1%。
备用数据:$\sqrt{5}=2.236$,$\sqrt{10}=3.162$,$\Phi(2.33)=0.9901$,$\Phi(1)=0.8413$,$\Phi(0.99)=0.8389$
题目解答
答案
设选择甲电影院的观众人数为 $X$,则 $X$ 服从二项分布 $ \text{Binomial}(1000, 0.5) $。均值 $\mu = 500$,方差 $\sigma^2 = 250$,标准差 $\sigma \approx 15.81$。
由中心极限定理,$X$ 近似服从正态分布 $N(500, 250)$。
求最小 $n$ 满足 $P(X \leq n) \geq 0.99$,即
\[
P\left(Z \leq \frac{n - 500}{15.81}\right) \geq 0.99
\]
查表得 $P(Z \leq 2.33) \approx 0.99$,解得
\[
n \geq 500 + 2.33 \times 15.81 \approx 536.9173
\]
取整数 $n = 537$。
**答案:** $\boxed{537}$
解析
考查要点:本题主要考查二项分布的正态近似及中心极限定理的应用,需要将实际问题转化为概率不等式求解。
解题核心思路:
- 确定分布类型:观众选择甲电影院的人数服从二项分布$X \sim \text{Binomial}(1000, 0.5)$。
- 应用中心极限定理:当试验次数$n$较大时,二项分布可用正态分布近似,计算均值$\mu$和标准差$\sigma$。
- 标准化处理:将原问题转化为标准正态分布问题,利用题目提供的$\Phi$值确定临界值。
- 解不等式求最小整数解:根据标准化后的结果反推出甲电影院的最小座位数。
破题关键点:
- 正确选择正态近似:明确二项分布参数并计算均值和方差。
- 准确使用标准正态分布表:根据$\Phi(2.33)=0.9901$确定临界值。
- 处理连续性修正(可选):若考虑离散到连续的近似误差,结果仍需向上取整。
设选择甲电影院的观众人数为$X$,则$X$服从二项分布$\text{Binomial}(1000, 0.5)$,均值$\mu = 1000 \times 0.5 = 500$,方差$\sigma^2 = 1000 \times 0.5 \times 0.5 = 250$,标准差$\sigma = \sqrt{250} \approx 15.81$。
根据中心极限定理,$X$近似服从正态分布$N(500, 250)$。要求甲电影院的座位数$n$满足$P(X \leq n) \geq 0.99$,即:
$P\left(Z \leq \frac{n - 500}{15.81}\right) \geq 0.99$
查标准正态分布表得$\Phi(2.33) = 0.9901$,因此:
$\frac{n - 500}{15.81} \geq 2.33 \implies n \geq 500 + 2.33 \times 15.81 \approx 536.9173$
取整数得$n = 537$。