题目
2.某公司有200名员工参加某资格证书考试,按照往年经验该考试通过率为0.8,试计算这200名员工至少有150人考试通过的概率.
2.某公司有200名员工参加某资格证书考试,按照往年经验该考试通过率为0.8,试计算这200名员工至少有150人考试通过的概率.
题目解答
答案
设 $X_i$ 表示第 $i$ 名员工是否通过考试(1为通过,0为未通过),则 $X_i$ 服从参数为 $p=0.8$ 的伯努利分布。总通过人数 $X = \sum_{i=1}^{200} X_i$ 服从二项分布 $B(200, 0.8)$,期望 $E(X) = 160$,方差 $D(X) = 32$。
由中心极限定理,$X$ 近似服从正态分布 $N(160, 32)$。求 $P(X \geq 150)$:
$$
P(X \geq 150) = P\left(Z \geq \frac{150 - 160}{\sqrt{32}}\right) = P(Z \geq -1.77) = \Phi(1.77) \approx 0.9616
$$
**答案:** $\boxed{0.9616}$
解析
本题考查二项分布以及中心极限定理的应用。解题思路如下:
- 首先,根据题目信息确定每个员工通过考试这一事件服从伯努利分布,进而得到总通过人数服从二项分布。
- 然后,计算二项分布的期望和方差。
- 接着,利用中心极限定理,将二X}近似为正态分布。
- 最后,通过标准化变换,将所求概率转化为标准正态分布的概率进行计算。
下面进行详细的解答:
- 确定分布:
设$X_i$表示第$i$名员工是否通过考试($1$为通过,$0$为未通过),因为每个员工通过考试的概率$p = 0.8$,未通过考试的概率$1 - p = 0.2$,所以$X_i$服从参数为$p = 0.8$的伯努利分布,即$X_i\sim B(1, 0.8)$。
总通过人数$X=\sum_{i = 1}^{200}X_i$,由于$X_i$相互独立且都服从伯努利分布,根据二项分布的定义,$X$服从二项分布$B(n, p)$,其中$n = 200$,$p = 0.8$,即$X\sim B(200, 0.8)$。 - 计算期望和方差:
对于二项分布$B(n, p)$,其期望$E(X)=np$,方差$D(X)=np(1 - p)$。
将$n = 200$,$p = 0.8$代入可得:
期望$E(X)=200\times0.8 = 160$;
方差$D(X)=200\times0.8\times(1 - 0.8)=200\times0.8\times0.2 = 32$。 - 应用中心极限定理:
根据中心极限定理,当$n$充分大时(一般$n\geq30$),二项分布$B(n, p)$近似服从正态分布$N(np, np(1 - p))$。
因为$n = 200$较大,所以$X$近似服从正态分布$N(160, 32)$。 - 计算概率:
要求$P(X\geq150)$,我们先进行标准化变换,令$Z=\frac{X - E(X)}{\sqrt{D(X)}}=\frac{X - 160}{\sqrt{32}}$,则$Z$近似服从标准正态分布$N(0, 1)$。
所以$P(X\geq150)=P\left(\frac{X - 160}{\sqrt{32}}\geq\frac{150 - 160}{\sqrt{32}}\right)=P\left(Z\geq\frac{-10}{\sqrt{32}}\right)$。
计算$\frac{-10}{\sqrt{32}}\approx - 1.77$,即$P(X\geq150)=P(Z\geq - 1.77)$。
根据标准正态分布的性质$P(Z\geq - z)=P(Z\leq z)=\varPhi(z)$,所以$P(Z\geq - 1.77)=\varPhi(1.77)$。
查标准正态分布表可得$\varPhi(1.77)\approx0.9616$。