30.简答题设某批次牛奶的实际装入量(单位:ml)服从正态分布N(250,16),求:(1)实际量小于240ml的概率;(2)实际量大于245ml而小于255ml的概率.
题目解答
答案
为了解决这个问题,我们需要使用正态分布的性质。正态分布 $N(\mu, \sigma^2)$ 的均值为 $\mu$,方差为 $\sigma^2$。在这个问题中,均值 $\mu$ 是 250 ml,方差 $\sigma^2$ 是 16,因此标准差 $\sigma$ 是 $\sqrt{16} = 4$ ml。
我们将使用标准正态分布 $N(0,1)$ 来找到概率。标准正态分布的随机变量 $Z$ 通过以下公式与正态分布的随机变量 $X$ 相关:
$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$
(1) 实际量小于 240 ml 的概率
首先,我们需要将 240 ml 转换为标准正态分布的值 $Z$:
$Z = \frac{240 - 250}{4} = \frac{-10}{4} = -2.5$
现在,我们需要找到 $P(Z < -2.5)$。使用标准正态分布表或计算器,我们发现:
$P(Z < -2.5) \approx 0.0062$
因此,实际量小于 240 ml 的概率是:
$\boxed{0.0062}$
(2) 实际量大于 245 ml 而小于 255 ml 的概率
首先,我们需要将 245 ml 和 255 ml 转换为标准正态分布的值 $Z$:
$Z_1 = \frac{245 - 250}{4} = \frac{-5}{4} = -1.25$
$Z_2 = \frac{255 - 250}{4} = \frac{5}{4} = 1.25$
现在,我们需要找到 $P(-1.25 < Z < 1.25)$。这可以表示为:
$P(-1.25 < Z < 1.25) = P(Z < 1.25) - P(Z < -1.25)$
使用标准正态分布表或计算器,我们发现:
$P(Z < 1.25) \approx 0.8944$
$P(Z < -1.25) \approx 0.1056$
因此:
$P(-1.25 < Z < 1.25) = 0.8944 - 0.1056 = 0.7888$
因此,实际量大于 245 ml 而小于 255 ml 的概率是:
$\boxed{0.7888}$
解析
本题考查正态分布的概率计算。解题思路是先明确正态分布的参数,再将给定的实际值转化为标准正态分布的值,最后利用标准正态分布表或计算器来计算相应的概率。
已知某批次牛奶的实际装入量$X$服从正态分布$N(250,16)$,则均值$\mu = 250$,方差$\sigma^2 = 16$,标准差$\sigma = \sqrt{16} = 4$。
标准正态分布的随机变量$Z$与正态分布的随机变量$X$的转换公式为$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$。
(1) 求实际量小于$240ml$的概率:
首先将$X = 240$代入转换公式计算$Z$值:
$Z = \frac{240 - 250}{4} = \frac{-10}{4} = -2.5$
要求$P(X < 240)$,即求$P(Z < -2.5)$。
通过查标准正态分布表或使用计算器可得$P(Z < -2.5) \approx 0.0062$。
(2) 求实际量大于$245ml$而小于$255ml$的概率:
先将$X_1 = 245$和$X_2 = 255$分别代入转换公式计算$Z$值:
$Z_1 = \frac{245 - 250}{4} = \frac{-5}{4} = -1.25$
$Z_2 = \frac{255 - 250}{4} = \frac{5}{4} = 1.25$
要求$P(245 < X < 255)$,即求$P(-1.25 < Z < 1.25)$。
根据概率的性质$P(-1.25 < Z < 1.25) = P(Z < 1.25) - P(Z < -1.25)$。
查标准正态分布表或使用计算器可得$P(Z < 1.25) \approx 0.8944$,$P(Z < -1.25) \approx 0.1056$。
所以$P(-1.25 < Z < 1.25) = 0.8944 - 0.1056 = 0.7888$。