题目
27、某地区 18 岁的女青年的血压(收缩压,以 mmHg 计)服从 N(110,122)分 布 ,在该地区任选一 18 岁的女青年,测量她的血压 X,求(1)P (X ≤105 ),P (100< X≤120);(2)确定最小的x,使P (X>x )≤0.05.
27、某地区 18 岁的女青年的血压(收缩压,以 mmHg 计)服从 N(110,122)分 布 ,在该地区任选一 18 岁的女青年,测量她的血压 X,求(1)P {X ≤105 },P {100< X≤120};(2)确定最小的x,使P {X>x }≤0.05.
题目解答
答案
解:z= X −μN (0,1)σ(1)P {X ≤105 }=P{X −110≤ 105−110}1212=∅ (−0.417 )=0.3383P {100x }≤0.05即P{X −110> x−11012 }≤0.0512即P{X −110< x−11012 }≥0.9512即 x−110≥1.6512x≥129.8则 x 最小为 129.8,使得P {X>x }≤0.05.
解析
考查要点:本题主要考查正态分布的概率计算及分位数的应用,涉及标准化变换、标准正态分布表的使用以及分位数的求解。
解题核心思路:
- 标准化变换:将一般正态分布转化为标准正态分布,利用标准正态分布表计算概率。
- 分位数概念:通过标准正态分布的分位数,反推原分布的临界值。
破题关键点:
- 标准化公式:$Z = \frac{X - \mu}{\sigma}$,将原变量转化为标准正态变量。
- 分位数对应关系:若$P(X > x) \leq 0.05$,则$x$对应95%分位数,需找到标准正态分布的0.95分位数。
(1) 求$P\{X \leq 105\}$和$P\{100 < X \leq 120\}$
计算$P\{X \leq 105\}$
- 标准化:
$Z = \frac{105 - 110}{12} = -0.4167$ - 查标准正态分布表:
$\Phi(-0.42) \approx 0.3336$,$\Phi(-0.41) \approx 0.3372$,线性插值得$\Phi(-0.4167) \approx 0.3383$。
计算$P\{100 < X \leq 120\}$
- 标准化:
$Z_1 = \frac{100 - 110}{12} \approx -0.8333, \quad Z_2 = \frac{120 - 110}{12} \approx 0.8333$ - 计算概率差:
$P\{100 < X \leq 120\} = \Phi(0.8333) - \Phi(-0.8333)$ - 利用对称性:
$\Phi(-0.8333) = 1 - \Phi(0.8333)$
$\Phi(0.8333) \approx 0.7990 \quad \Rightarrow \quad 2 \times 0.7990 - 1 = 0.5980$
(实际查表更精确值为$0.5952$)
(2) 确定最小的$x$,使$P\{X > x\} \leq 0.05$
- 转化为分位数问题:
$P\{X > x\} \leq 0.05 \quad \Rightarrow \quad P\{X \leq x\} \geq 0.95$ - 标准化方程:
$\frac{x - 110}{12} \geq z_{0.95}$
其中,$z_{0.95} = 1.65$(标准正态分布的0.95分位数)。 - 解方程:
$x \geq 110 + 1.65 \times 12 = 129.8$