概率论与数理统计课后习题答案(非常全很详细)
概率论与数理统计统计课后习题答案
第二章习题解答1. 设)(1x F 与)(2x F 分别是随机变量X 与Y 的分布函数,为使)()(21x bF x aF -是某个随机变量的分布函数, 则b a ,的值可取为( A ).A . 52,53-==b aB . 32,32==b a C . 23,21=-=b a D . 23,21-==b a2. 解:因为随机变量X ={这4个产品中的次品数}X 的所有可能的取值为:0,1,2,3,4.且4015542091{0}0.2817323C C P X C ===≈; 31155420455{1}0.4696969C C P X C ===≈;2215542070{2}0.2167323C C P X C ===≈; 1315542010{3}0.0310323C C P X C ===≈;041554201{4}0.0010969C C P X C ===≈.3.解:设{1}P x p ==,则{0}1P x p ==-. 由已知,2(1)p p =-,所以23p =X 当0x <时,(){}0F x P X x =≤=;当01x ≤<时,1(){}{0}3F x P X x P X =≤===; 当1x ≥时,(){}{0}{1}1F x P X x P X P X =≤==+==.X 的分布函数为:00()1/30111x F x x x <⎧⎪=≤<⎨⎪≥⎩. 4. 解:设X ={在取出合格品以前,已取出不合格品数}. 则X 的所有可能的取值为0,1,2,3.7{0}10P x ==; 377{1}10930P x ==⋅=;3277{2}1098120P x ==⋅⋅=; 32171{3}10987120P x ==⋅⋅⋅=. 所以X 的概率分布为:5.解:设X ={其中黑桃张数}.则X 的所有可能的取值为0,1,2,3,4,5.0513395522109{0}0.22159520C C P x C ===≈; 14133955227417{1}0.411466640C C P x C ===≈; 23133955227417{2}0.274399960C C P x C ===≈; 32133955216302{3}0.0815199920C C P x C ===≈; 411339552429{4}0.010739984C C P x C ===≈; 50133955233{5}0.000566640C C P x C ===≈. 所以X 的概率分布为:6.解:由已知,()XG p所以()(1),0,1,2iP X i p p i ==-=.7.解:X 的所有可能的取值为0,1,2,3. 且1{0}2P X ==; 111{1}224P X ==⨯=;1111{2}2228P X ==⨯⨯=;1111{3}2228P X ==⨯⨯=;8. 一家大型工厂聘用了100名新员工进行上岗培训,据以前的培训情况,估计大约有4%的培训者不能完成培训任务. 求:(1)恰有6个人不能完成培训的概率; (2)不多于4个的概率. 解:设X ={不能完成培训的人数}.则(100,0.04)XB ,(1)6694100{6}0.040.960.1052P X C ==⋅=;(2)4100100{4}0.040.960.629k k k k P X C-=≤=⋅=∑.9. 一批产品的接收者称为使用方,使用方风险是指以高于使用方能容许的次品率p 接受一批产品的概率. 假设你是使用方,允许次品率不超过05.0=p ,你方的验收标准为从这批产品中任取100个进行检验,若次品不超过3个则接受该批产品. 试求使用方风险是多少?(假设这批产品实际次品率为0. 06).解:设X ={100个产品中的次品数},则(100,0.06)X B ,所求概率为1001003{3}(0.06)(0.94)0.1430k k k k P X C-≤≤==∑.10. 甲、乙两人各有赌本30元和20元,以投掷一枚均匀硬币进行赌博. 约定若出现正面,则甲赢10元,乙输10元;如果出现反面,则甲输10元,乙赢10元. 分别求投掷一次后甲、乙两人赌本的概率分布及相应的概率分布函数.解:设甲X ={投掷一次后甲的赌本},乙X ={投掷一次后乙的赌本}. 则甲X 的取值为20,40,且1{20}{40}2P X P X ====甲甲,1{10}{30}2P X P X ====乙乙,所以甲X 与乙X 的分布律分别为:0,201,204021,40X x F x x x <⎧⎪⎪=≤<⎨⎪≥⎪⎩甲(), 0,101,103021,30X x F x x x <⎧⎪⎪=≤<⎨⎪≥⎪⎩乙() 11. 设离散型随机变量X 的概率分布为:(1){}2,1,2,,100k P X k a k ===;(2){}2,1,2,k P X k a k -===,分别求(1)、(2)中常数a 的值.解:(1)因为{}1001001121,kk k P X k a =====∑∑即 1002(12)112a -⋅=-,所以)12(21100-=a . (2) 因为{}1121,kk k P X k a ∞∞-=====∑∑即121112a ⋅=-,所以 1=a .12. 已知一电话交换台服从4=λ的泊松分布,求:(1)每分钟恰有8次传唤的概率;(2)每分钟传唤次数大于8次的概率.解:设X ={每分钟接到的传唤次数},则()XP λ,查泊松分布表得(1){8}{8}{9}0.05110.02140.0297P X P X P X ==≥-≥=-=; (2){8}0.02136P X ≥=.13. 一口袋中有5个乒乓球,编号分别为1、2、3、4、5,从中任取3个,以示3个球中最小号码,写出X 的概率分布.解:X 的所有可能的取值为1,2,3.243563{1}105C P x C ====;23353{2}10C P x C ===;22351{3}10C P x C ===.所以X 的概率分布为:14. 已知每天去图书馆的人数服从参数为(0)λλ>的泊松分布. 若去图书馆的读者中每个人借书的概率为(01)p p <<,且读者是否借书是相互独立的. 求每天借书的人数X 的概率分布.解:设Y ={每天去图书馆的人数},则()YP λ,{},0,1,2,!iP Y i e i i λλ-===当{}Y i =时,(,)XB i p ,{}{}(1)k k i k i i kP X k P Y i C p p +∞-====⋅-∑!(1)(1)!!!()!iik k i kk i k ii k i ki e C p p e p p i i k i k λλλλ+∞+∞----===⋅-=-⋅-∑∑!(1)(1)!!()!!()!ik k i k k i ki k i ki k i p ep p e p i k i k k i k λλλλλ-+∞+∞----===-=-⋅--∑∑(1)()(1)e !()!!!k ki kk kk i kp pi kp p p ep e ek i k k k λλλλλλλλ-+∞-----==-=⋅=-∑即X 的概率分布为(){}e ,0,1,2,!k pp P X k k k λλ-===.15. 设随机变量X 的密度函数为 ,010,⎩⎨⎧<<+= x b ax f(x)其它, 且⎭⎬⎫⎩⎨⎧>=⎭⎬⎫⎩⎨⎧<3131X P X P ,试求常数a 和b . 解:1301()3183a b P X ax b dx ⎧⎫<=+=+⎨⎬⎩⎭⎰; 113142()393a b P X ax b dx ⎧⎫>=+=+⎨⎬⎩⎭⎰,由421183932a b a b +=+=得,71.5,.4a b =-= 16. 服从柯西分布的随机变量ξ的分布函数是F (x )=A +B x arctan , 求常数A , B ;{1}P X <以及概率密度f (x ).解:由()lim (arctan )02()lim (arctan )12x x F A B x A B F A B x A B ππ→-∞→+∞⎧-∞=+=-=⎪⎪⎨⎪+∞=+=+=⎪⎩得121A B π⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩.所以11()arctan 2F x x π=+; {1}{11}(1)(1)0.5P X P x F F <=-<<=--=; 211()'()1f x F x x π==⋅+.17. 设连续型随机变量X 的分布函数为20,0(),011,1x F x Ax x x <⎧⎪=≤<⎨⎪≥⎩求:(1)常数A 的值;(2)X 的概率密度函数)(x f ;(3){}2≤X P .解:(1)由()F x 的连续性得(10)(10)(1)1F F F -=+==即21lim 1x Ax -→=,所以1A =,20,0(),011,1x F x x x x <⎧⎪=≤<⎨⎪≥⎩;(2)2,01()'()0,x x f x F x <<⎧==⎨⎩其他;(3){2}(2)1P X F ≤==.18. 设随机变量X 的分布密度函数为 , 01 , 1)(2⎪⎩⎪⎨⎧<-=其它当x xAx f 试求:(1)系数A ;(2)⎭⎬⎫⎩⎨⎧<<221X P ;(3)X 的分布函数)(x F . 解:(1)因为1111()arcsin f x dx A x A π+∞--∞-====⎰⎰所以1A π=,1() 0 ,x f x <=⎩其它; (2)12111221112()arcsin 23P X f x dx x π⎧⎫<<====⎨⎬⎩⎭⎰;(3) 当1x <-时,(){}0f x P X x =≤=, 当01x ≤<时,11(){}arcsin 2xf x P X x x π-=≤==+⎰, 当1x ≥时,1(){}1f x P X x -=≤==⎰,所以 ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≥<≤-+-<=1,111,arcsin 1211,0x x x x x F π)( 19. 假设你要参加在11层召开的会议,在会议开始前5 min 你正好到达10层电梯口,已知在任意一层等待电梯的时间服从0到10 min 之间的均匀分布. 电梯运行一层的时间为10 s ,从11层电梯口到达会议室需要20 秒. 如果你不想走楼梯而执意等待电梯,则你能准时到达会场的概率是多少?解:设X ={在任意一层等待电梯的时间},则(0,10)XU ,由题意,若能准时到达会场,则在10等电梯的时间不能超过4.5 min , 所求概率为 4.50{ 4.5}0.45100P X -≤==-.20. 设顾客在某银行窗口等待服务的时间X (min )服从51=λ的指数分布. 某顾客在窗口等待服务,若超过10 min ,他就离开. 若他一个月到银行5次,求: (1) 一个月内他未等到服务而离开窗口的次数Y 的分布; (2) 求{}1≥Y P . 解:(1)由已知,1(),(5,)5XE Y B p其中10{10}1{10}1()p P X P X f x dx -∞=>=-≤=-⎰110250115e dx e --=-=⎰所以Y 的分布为55{}(1)k k k P Y k C p p -==-2255()(1),(0,1,2,3,4,5)k k k C e e k ---=-=;(2){}02025511{0}1()(1)0.5167P Y P Y C e e --≥=-==--=.21. 设随机变量)4,5(~N X ,求α使:(1){}903.0=<αX P ;(2){}01.05=>-αX P .解:由)4,5(~N X 得5~(0,1)2X N - (1){}555()0.903222X P X P ααα---⎧⎫<=<=Φ=⎨⎬⎩⎭ 查标准正态分布表得:51.32α-=,所以6.7=α;(2)由{}01.05=>-αX P 得,{}50.99P X α-<=所以{}{}55PX P X ααα-<=-<-<5()()2()10.99222222X P ααααα-⎧⎫=-<<=Φ-Φ=Φ-=⎨⎬⎩⎭即()0.9952αΦ=,查标准正态分布表得2.582α=,所以16.5=α22. 设)2,10(~2N X ,求{}{}210 , 1310<-<<X P X P . 解:由)2,10(~2N X 得10~(0,1)2X N - {}101013=P 0 1.5(1.5)(0)0.99320.50.49322X P X -⎧⎫<<<<=Φ-Φ=-=⎨⎬⎩⎭;{}102{2102}P X P X -<=-<-< 10{11}(1)(1)2(1)120.841310.68262X P -=-<<=Φ-Φ-=Φ-=⨯-=. 23. 某地8月份的降水量服从185mm,28mm μσ==的正态分布,求该地区8月份降水量超过250 mm 的概率.解:设随机变量X ={该地8月份的降水量}, 则2(185,28)XN ,从而185(0,1)28X N -所求概率为185250185{250}{}1(2.32)10.98980.01022828X P X P --≥=>=-Φ=-= 24. 测量某一目标的距离时,产生的随机误差(cm)X 服从正态分布)400,0(N ,求在3次测量中至少有1次误差的绝对值不超过30 cm 的概率.解:由(0,400)X N 得(0,1)20X N设Y ={在3次测量中误差的绝对值不超过30 cm 的次数},则(3,)Y B p其中{30}{3030}{1.5 1.5}p P X P X P X =<=-<<=-<<(1.5)( 1.5)2(1.5)120.933210.8664=Φ-Φ-=Φ-=⨯-=所以P {3次测量中至少有1次误差的绝对值不超过30 cm }={1}P Y ≥00331{0}10.86640.13320.9976P Y C =-==-⋅=25. 已知测量误差2~(7.5,10)X N ,X 的单位是mm ,问必须进行多少次测量,才能使至少有一次测量的绝对误差不超过10mm 的概率大于0. 9.解:设必须进行n 次测量才能使至少有一次测量的绝对误差不超过10mm 的概率大于0. 9.由已知2~(7.5,10)X N ,7.5~(0,1)10X N - 设Y ={n 次测量中,绝对误差不超过10mm 的次数},则(,)Y B n p其中7.5{10}{0.25}(0.25)0.598710X p P X P -=≤=≤=Φ= 所求概率为{1}0.9P Y ≥>,即{0}0.1P Y =≤000.59870.40130.1n n C ⋅≤,解之得,3n ≥必须进行3次测量,才能使至少有一次测量的绝对误差不超过10mm 的概率大于0. 9. 26. 参加某项综合测试的380名学生均有机会获得该测试的满分500分. 设学生的得分)(~2σμ,N X ,某教授根据得分X 将学生分成五个等级:A 级:得分)(σμ+≥X ;B 级:)(σμμ+<≤X ;C 级:μσμ<≤-X )(;D 级:)()2(σμσμ-<≤-X ;F 级:)2(σμ-<X . 已知A 级和C 级的最低得分分别为448分和352分,则: (1)μ和σ是多少?(2)多少个学生得B 级?解:(1)由已知,448352μσμσ+=⎧⎨-=⎩,解之得40048μσ=⎧⎨=⎩(2){}{01}X P X P μμμσσ-≤<+=≤<(1)(0)0.84130.50.3413=Φ-Φ=-=由于0.3413×380=129.66,故应有130名学生得B 级。
概率论与数理统计课后习题答案浙江大学第四版完整版.pdf
完全版概率论与数理统计课后习题答案第四版盛骤(浙江大学)浙大第四版(高等教育出版社)第一章概率论的基本概念1.[一]写出下列随机试验的样本空间(1)记录一个小班一次数学考试的平均分数(充以百分制记分)([一]1)nn n n o S1001, ,n 表小班人数(3)生产产品直到得到10件正品,记录生产产品的总件数。
([一]2)S={10,11,12,………,n ,………}(4)对某工厂出厂的产品进行检查,合格的盖上“正品”,不合格的盖上“次品”,如连续查出二个次品就停止检查,或检查4个产品就停止检查,记录检查的结果。
查出合格品记为“1”,查出次品记为“0”,连续出现两个“0”就停止检查,或查满4次才停止检查。
([一](3))S={00,100,0100,0101,1010,0110,1100,0111,1011,1101,1110,1111,}2.[二]设A ,B ,C 为三事件,用A ,B ,C 的运算关系表示下列事件。
(1)A 发生,B 与C 不发生。
表示为:C B A 或A -(AB+AC )或A -(B ∪C )(2)A ,B 都发生,而C 不发生。
表示为:C AB 或AB -ABC 或AB -C(3)A ,B ,C 中至少有一个发生表示为:A+B+C(4)A ,B ,C 都发生,表示为:ABC(5)A ,B ,C 都不发生,表示为:C B A 或S -(A+B+C)或CB A(6)A ,B ,C 中不多于一个发生,即A ,B ,C 中至少有两个同时不发生相当于C A C B B A ,,中至少有一个发生。
故表示为:C A C B B A 。
(7)A ,B ,C 中不多于二个发生。
相当于:C B A ,,中至少有一个发生。
故表示为:ABCC B A 或(8)A ,B ,C 中至少有二个发生。
相当于:AB ,BC ,AC 中至少有一个发生。
故表示为:AB +BC +AC6.[三]设A ,B 是两事件且P (A )=0.6,P (B )=0.7.问(1)在什么条件下P (AB )取到最大值,最大值是多少?(2)在什么条件下P (AB )取到最小值,最小值是多少?解:由P (A )=0.6,P (B )=0.7即知AB ≠φ,(否则AB =φ依互斥事件加法定理,P (A ∪B )=P (A )+P (B )=0.6+0.7=1.3>1与P (A ∪B )≤1矛盾).从而由加法定理得P (AB )=P (A )+P (B )-P (A ∪B )(*)(1)从0≤P (AB )≤P (A )知,当AB =A ,即A ∩B 时P (AB )取到最大值,最大值为P (AB )=P (A )=0.6,(2)从(*)式知,当A ∪B=S 时,P (AB )取最小值,最小值为P (AB )=0.6+0.7-1=0.3。
概率论与数理统计(第四版)习题答案全
概率论与数理统计(第四版)习题答案全概率论与数理统计习(第四版)题解答第一章 随机事件及其概率·样本空间·事件的关系及运算一、任意抛掷一颗骰子,观察出现的点数。
设事件A 表示“出现偶数点”,事件B 表示“出现的点数能被3整除”.(1)写出试验的样本点及样本空间;(2)把事件A 及B 分别表示为样本点的集合;(3)事件B A AB B A B A ,,,,分别表示什么事件?并把它们表示为样本点的集合.解:设i ω表示“出现i 点”)6,,2,1( =i ,则(1)样本点为654321,,,,,ωωωωωω;样本空间为}.,,,,,{654321ωωωωωω=Ω (2)},,{642ωωωA =; }.,{63ωωB =(3)},,{531ωωωA =,表示“出现奇数点”;},,,{5421ωωωωB =,表示“出现的点数不能被3整除”;},,,{6432ωωωωB A =⋃,表示“出现的点数能被2或3整除”;}{6ωAB =,表示“出现的点数能被2整除且能被3整除”;},{B A 51ωω= ,表示“出现的点数既不能被2整除也不能被3整除”二、写出下列随机试验的样本空间及各个事件中的样本点:(1)同时掷三枚骰子,记录三枚骰子的点数之和.A —“点数之和大于10”,B —“点数之和小于15”.(2)一盒中有5只外形相同的电子元件,分别标有号码1,2,3,4,5.从中任取3只,A —“最小号码为1”.解:(1) 设i ω表示“点数之和等于i ”)18,,4,3( =i ,则},,,{1843ωωω =Ω;},,,{181211ωωωA =;}.,,,{1443ωωωB =(2) 设ijk ω表示“出现号码为k j i ,,”);5,,2,1,,(k j i k j i ≠≠= ,则},,,,,,,,,{345245235234145135134125124123ωωωωωωωωωω=Ω }.,,,,,{145135134125124123ωωωωωωA =三、设C B A ,,为三个事件,用事件之间的运算表示下列事件: (1) A 发生, B 与C 都不发生; (2) C B A ,,都发生;(3) C B A ,,中至少有两个发生; (4) C B A ,,中至多有两个发生. 解:(1) C B A ;(2) ABC ;(3) ABC C AB C B A BC A ⋃⋃⋃或CA BC AB ⋃⋃(4) BC A C B A C AB C B A C B A C B A C B A ⋃⋃⋃⋃⋃⋃或C B A ⋃⋃或.ABC四、一个工人生产了n 个零件,以i A 表示他生产的第 i 个零件是合格品(n i ≤≤1).用i A 表示下列事件:(1)没有一个零件是不合格品; (2)至少有一个零件是不合格品; (3)仅有一个零件是不合格品;(4)至少有一个零件不是不合格品. 解:(1) n A A A 21;(2) n A A A 21或n A A A ⋃⋃⋃ 21; (3) n n n A A A A A A A A A 212121⋃⋃⋃ (4) n A A A ⋃⋃⋃ 21或.21n A A A第二章 概率的古典定义·概率加法定理一、电话号码由七个数字组成,每个数字可以是0,1,2,…,9中的任一个数(但第一个数字不能为0),求电话号码是由完全不同的数字组成的概率.解:基本事件总数为611011011011011011019109⨯=C C C C C C C 有利事件总数为456789214151617181919⨯⨯⨯⨯⨯=C C C C C C C 设A 表示“电话号码是由完全不同的数字组成”,则0605.0109456789)(62≈⨯⨯⨯⨯⨯⨯=A P 二、把十本书任意地放在书架上,求其中指定的三本书放在一起的概率.解:基本事件总数为!101010=A 指定的三本书按某确定顺序排在书架上的所有可能为!777=A 种;这三本书按确定的顺序放在书架上的所以可能的位置共818=C 种;这三本书的排列顺序数为!333=A ;故有利事件总数为!3!8!38!7⨯=⨯⨯(亦可理解为)3388P P设A 表示“指定的三本书放在一起”,则067.0151!10!3!8)(≈=⨯=A P三、为了减少比赛场次,把二十个队任意分成两组(每组十队)进行比赛,求最强的两个队被分在不同组内的概率.解:20个队任意分成两组(每组10队)的所以排法,构成基本事件总数1020C ;两个最强的队不被分在一组的所有排法,构成有利事件总数91812C C 设A 表示“最强的两队被分在不同组”,则526.01910)(102091812≈==C C C A P四、某工厂生产的产品共有100个,其中有5个次品.从这批产品中任取一半来检查,求发现次品不多于1个的概率.解:设i A 表示“出现的次品为i 件”)5,4,3,2,1,0(=i ,A 表示“取出的产品中次品不多于 1个”,则 .10A A A ⋃=因为V A A =10,所以).()()(10A P A P A P +=而0281.0979942347)(5010050950≈⨯⨯⨯==C C A P 1529.09799447255)(501004995151≈⨯⨯⨯⨯==C C C A P故 181.01529.00281.0)(=+≈A P五、一批产品共有200件, 其中有6件废品.求 (1) 任取3件产品恰有1件是废品的概率; (2) 任取3件产品没有废品的概率; (3) 任取3件产品中废品不少于2件的概率. 解:设A 表示“取出的3件产品中恰有1件废品”;B 表示“取出的3件产品中没有废品”;C 表示“取出的3件产品中废品不少于2件”,则 (1) 0855.019819920019319418)(3200219416≈⨯⨯⨯⨯==C C C A P (2) 912.0198199200192193194)(32003194≈⨯⨯⨯⨯==C C B P(3) 00223.019819920012019490)(3200019436119426≈⨯⨯⨯⨯=+=C C C C C C P六、设41)( ,0 ,31)()()(======BC P P(AC)P(AB)C P B P A P .求A , B , C 至少有一事件发生的 概率.解:因为0==P(AC)P(AB),所以V AC V AB ==,,从而V C AB =)(可推出0)(=ABC P设D 表示“A , B , C 至少有一事件发生”,则C B A D ⋃⋃=,于是有)()()()()()()()()(ABC P CA P BC P AB P C P B P A P C B A P D P +---++=⋃⋃=75.04341313131==-++=第三章 条件概率与概率乘法定理·全概率公式与贝叶斯公式一、设,6.0)|(,4.0)(,5.0)(===B A P B P A P 求)|(,)(B A A P AB P . 解:因为B A AB B B A A +=+=)(,所以)()()(B A P AB P A P +=,即14.06.0)4.01(5.0)()()()()()(=⨯--=-=-=B A P B P A P B A P A P AB P68.074.05.036.0)4.01(5.05.0)()()()()()]([)|(≈=--+=-+==B A P B P A P A P B A P B A A P B A A P二、某人忘记了电话号码的最后一个数字,因而他随意地拨号,求他拨号不超过两次而接通所需电话的概率.若已知最后一个数字是奇数,那么此概率是多少? 解:设A 表示“第一次拨通”,B 表示“第二次拨通”,C 表示“拨号不超过两次而拨通”(1)2.0101101)()()(19111101911011=+=⋅+=+=C C C C C C A B P A P C P(2)4.05151)()()(2511141511=+=+=+=A A A A A A B P A P C P三、两台车床加工同样的零件,第一台出现废品的概率是0.03,第二台出现废品的概率是0.02.加工出来的零件放在一起,并且已知第一台加工的零件比第二台加工的零件多一倍.(1)求任意取出的零件是合格品的概率;(2)如果任意取出的零件是废品,求它是第二台车床加工的概率. 解:设i A 表示“第i 台机床加工的零件”)2,1(=i ;B 表示“出现废品”;C 表示“出现合格品”(1))()()()()()()()(22112121A C P A P A C P A P C A P C A P C A C A P C P +=+=+= 973.0)02.01(31)03.01(32≈-⨯+-⨯=(2)25.002.03103.03202.031)()()()()()()()()(22112222=⨯+⨯⨯=+==A B P A P A B P A P A B P A P B P B A P B A P四、猎人在距离100米处射击一动物,击中的概率为0.6;如果第一次未击中,则进行第二次射击,但由于动物逃跑而使距离变为150米;如果第二次又未击中,则进行第三次射击,这时距离变为200米.假定击中的概率与距离成反比,求猎人三次之内击中动物的概率.解:设i A 表示“第i 次击中”)3,2,1(=i ,则由题设,有1006.0)(1kA P ==,得60=k ,从而有4.015060150)(2===k A P ,.3.020060200)(3===k A P设A 表示“三次之内击中”,则321211A A A A A A A ++=,故有)()()()()()()(321211A P A P A P A P A P A P A P ++=832.03.0)4.01()6.01(4.0)6.01(6.0=⨯-⨯-+⨯-+= (另解)设B 表示“猎人三次均未击中”,则168.0)3.01)(4.01)(6.01()(=---=B P故所求为 832.0)(1)(=-=B P B P五、盒中放有12个乒乓球,其中有9个是新的.第一次比赛时从其中任取3个来用,比赛后仍放回盒中.第二次比赛时再从盒中任取3个,求第二次取出的都是新球的概率. 解:设i A 表示“第一次取得i 个新球”)3,2,1,0(=i ,则2201)(312330==C C A P 22027)(31219231==C C C A P 220108)(31229132==C C C A P 22084)(31239033==C C C A P 设B 表示“第二次取出的都是新球”,则312363123731238312393022084220108220272201)()()(C C C C C C C C A B P A P B P i i i ⋅+⋅+⋅+⋅==∑=146.0532400776161112208444722010855142202755212201≈=⋅+⋅+⋅+⋅=第四章 随机事件的独立性·独立试验序列一、一个工人看管三台车床,在一小时内车床不需要工人照管的概率:第一台等于0.9,第二台等于0.8,第三台等于0.7.求在一小时内三台车床中最多有一台需要工人照管的概率. 解:设i A 表示“第i 台机床不需要照管”)3,2,1(=i ,则9.0)(1=A P 8.0)(2=A P 7.0)(3=A P再设B 表示“在一小时内三台车床中最多有一台需要工人照管”,则321321321321A A A A A A A A A A A A B +++= 于是有)()()()()()()()()()()()()(321321321321A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P A P B P +++= )7.01(8.09.07.0)8.01(9.07.08.0)9.01(7.08.09.0-⨯⨯+⨯-⨯+⨯⨯-+⨯⨯=902.0=.(另解)设i B 表示“有i 台机床需要照管”)1,0(=i ,B 表示“在一小时内三台车床中最多有一台需要工人照管”,则10B B B +=且0B 、1B 互斥,另外有 504.07.08.09.0)(0=⨯⨯=B P398.0)7.01(8.09.07.0)8.01(9.07.08.0)9.01()(1=-⨯⨯+⨯-⨯+⨯⨯-=B P 故902.0398.0504.0)()()()(1010=+=+=+=B P B P B B P B P .二、电路由电池a 与两个并联的电池b 及c 串联而成.设电池c b a ,,损坏的概率分别是0.3、0.2、0.2,求电路发生间断的概率. 解:设1A 表示“a 损坏”;2A 表示“b 损坏”;3A 表示“c 损坏”;则3.0)(1=A P 2.0)()(32==A P A P 又设B 表示“电路发生间断”,则321A A A B += 于是有)()()()()(321321321A A A P A A P A P A A A P B P -+=+=)()()()()()(321321A P A P A P A P A P A P -+=328.02.02.03.02.02.03.0=⨯⨯-⨯+=.三、三个人独立地去破译一个密码,他们能译出的概率分别为51、31、41,求能将此密码译出的概率.解:设A 表示“甲能译出”;B 表示“乙能译出”;C 表示“丙能译出”,则51)(=A P 31)(=B P 41)(=C P设D 表示“此密码能被译出”,则C B A D ⋃⋃=,从而有)()()()()()()()()(ABC P CA P BC P AB P C P B P A P C B A P D P +---++=⋃⋃=)()()()()()()()()()()()(C P B P A P A P C P C P B P B P A P C P B P A P +---++= 6.0413151415141513151413151=⨯⨯+⨯-⨯-⨯-++=. (另解)52)411)(311)(511()()()()()(=---===C P B P A P C B A P D P ,从而有6.053521)(1)(==-=-=D P D P四、甲、乙、丙三人同时对飞机进行射击,三人的命中概率分别为7.0,5.0,4.0.飞机被一人击中而被击落的概率为2.0,被两人击中而被击落的概率为6.0,若三人都击中,则 飞机必被击落.求飞机被击落的概率. 解:设1A 表示“甲命中”;2A 表示“乙命中”;3A 表示“丙命中”;则4.0)(1=A P5.0)(2=A P 7.0)(3=A P 设i B 表示“i 人击中飞机” )3,2,1,0(=i ,则09.0)7.01)(5.01)(4.01()())(()()(3213210=---===A P A P A P A A A P B P)()(3213213211A A A A A A A A A P B P ++=)()()(321321321A A A P A A A P A A A P ++=)()()()()()()()()(321321321A P A P A P A P A P A P A P A P A P ++=36.07.0)5.01)(4.01()7.01(5.0)4.01()7.01)(5.01(4.0=⨯--+-⨯⨯-+--⨯=)()(3213213212A A A A A A A A A P B P ++= )()()(321321321A A A P A A A P A A A P ++=)()()()()()()()()(321321321A P A P A P A P A P A P A P A P A P ++=41.07.0)5.01)(4.01()7.01(5.0)4.01()7.01)(5.01(4.0=⨯--+-⨯⨯-+--⨯=14.07.05.04.0)()()()()(3213213=⨯⨯===A P A P A P A A A P B P 设A 表示“飞机被击落”,则由题设有0)(0=B A P 2.0)(1=B A P 6.0)(2=B A P 1)(3=B A P故有458.0114.06.041.02.036.0009.0)()()(30=⨯+⨯+⨯+⨯==∑=i i i B A P B P A P .五、某机构有一个9人组成的顾问小组,若每个顾问贡献正确意见的概率都是0.7,现在该机构内就某事可行与否个别征求每个顾问的意见,并按多数人意见作出决策,求作 出正确决策的概率.解:设i A 表示“第i 人贡献正确意见”,则7.0)(=i A P )9,,2,1( =i .又设m 为作出正确意见的人数,A 表示“作出正确决策”,则)9()8()7()6()5()5()(99999P P P P P m P A P ++++=≥=+⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=277936694559)3.0()7.0()3.0()7.0()3.0()7.0(C C C 9991889)7.0()3.0()7.0(⋅+⋅⋅+C C+⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=273645)3.0()7.0(36)3.0()7.0(84)3.0()7.0(126918)7.0()3.0()7.0(9+⋅⋅+0403.01556.02668.02668.01715.0++++= 901.0=.六、每次试验中事件A 发生的概率为p ,为了使事件A 在独立试验序列中至少发生一次的概率不小于p ,问至少需要进行多少次试验? 解:设做n 次试验,则n p A P A P )1(1}{1}{--=-=一次都不发生至少发生一次要p p n ≥--)1(1,即要p p n -≤-1)1(,从而有.1)1(log )1(=-≥-p n p 答:至少需要进行一次试验.第五章离散随机变量的概率分布·超几何分布·二项分布·泊松分布一、一批零件中有9个合格品与3个废品.安装机器时从这批零件中任取1个.如果每次取出的废品不再放回去,求在取得合格品以前已取出的废品数的概率分布.解:设X表示“在取得合格品以前已取出的废品数”,则X的概率分布为即亦即二、自动生产线在调整以后出现废品的概率为p.生产过程中出现废品时立即进行调整.求在两次调整之间生产的合格品数的概率分布.解:设X表示“在两次调整之间生产的合格品数”,且设=1,则ξ的概率分布为q-p三、 已知一批产品共20个,其中有4个次品.(1)不放回抽样.抽取6个产品,求样品中次品数的概率分布;(2)放回抽样.抽取6个产品,求样品中次品数的概率分布. 解:(1)设X 表示“取出的样本中的次品数”,则X 服从超几何分布,即X 的概率函数为)4,3,2,0()(6206164===-x CCC x X P x x从而X 的概率分布为即(2)设X 表示“取出的样本中的次品数”,则X 服从超几何分布,即X 的概率函数为)6,5,4,3,2,0()2.01()2.0()(66=-==-x C x X P xxx从而X 的概率分布为即四、 电话总机为300个电话用户服务.在一小时内每一电话用户使用电话的概率等于0.01,求在一小时内有4个用户使用电话的概率(先用二项分布计算,再用泊松分布近似计算,并求相对误差). 解:(1)用二项分布计算)01.0(=p168877.0)01.01()01.0()1()4(2964430029644300≈-=-==C p p C ξP(2)用泊松分布计算)301.0300(=⨯==np λ168031355.0!43)4(34≈==-e ξP 相对误差为.5168877.0168031355.0168877.000≈-=δ五、 设事件A 在每一次试验中发生的概率为0.3,当A 发生次数不少于3次时,指示灯发出信号.现进行了5次独立试验,求指示灯发出信号的概率. 解:设X 表示“事件A 发生的次数”,则3.0)(==p A P ,5=n ,).3.0,5(~B X 于是有)5()4()3()3(=+=+==≥X P X P X P X P5554452335)1()1(p C p p C p p C +-+-=16308.000243.002835.01323.0≈++≈(另解) )2()1()0(1)3(1)3(=-=-=-=<-=≥X P X P X P X P X P 32254115505)1()1()1(11p p C p p C p p C ------=16308.0≈六、 设随机变量X 的概率分布为2, 1, ,0 , !)(===k k ak X P kλ;其中λ>0为常数,试确定常数a .解:因为∑∞===01)(k k X P ,即∑∞==01!k kk λa ,亦即1=λae ,所以.λe a -=第六章 随机变量的分布函数·连续随机变量的概率密度一、 函数211x +可否是连续随机变量X 的分布函数?为什么?如果X 的可能值充满区间: (1)(∞+∞- ,);(2)(0,∞-). 解:(1)设211)(x x F +=,则1)(0<<x F因为0)(lim =-∞→x F x ,0)(lim =+∞→x F x ,所以)(x F 不能是X 的分布函数.(2)设211)(x x F +=,则1)(0<<x F 且0)(lim =-∞→x F x ,1)(lim 0=-→x F x因为)0( 0)1(2)('22<>+-=x x x x F ,所以)(x F 在(0,∞-)上单增.综上述,故)(x F 可作为X 的分布函数.二、函数x x f sin )(=可否是连续随机变量X 的概率密度?为什么?如果X 的可能值充满区间:(1)⎥⎦⎤⎢⎣⎡2,0π; (2)[]π,0; (3)⎥⎦⎤⎢⎣⎡23,0π. 解:(1)因为⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈2,0πx ,所以sin )(≥=x x f ;又因为1cos )(2020=-=⎰ππx dx x f ,所以当⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈2,0πx时,函数x x f sin )(=可作为某随机变量X 的概率密度.(2)因为[]πx ,0∈,所以0sin )(≥=x x f ;但12cos )(00≠=-=⎰ππx dx x f ,所以当[]πx ,0∈时,函数x x f sin )(=不可能是某随机变量X 的概率密度.(3)因为⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈23,0πx ,所以x x f sin )(=不是非负函数,从而它不可能是随机变量X 的概率密度.二、 一批零件中有9个合格品与3个废品.安装机器时从这批零件中任取1个.如果每次取出的废品不再放回去,求在取得合格品以前已取出的废品数的分布函数,并作出分布函数的图形. 解:设X 表示“取出的废品数”,则X 的分布律为⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧>≤<≤<≤<≤=3,132,22021921,222110,430,0)(x x x x x x F四、(柯西分布)设连续随机变量X 的分布函数为+∞<<∞-+=x x B A x F ,arctan )(.求:(1)系数A 及B ;(2)随机变量X 落在区间)1 ,1(-内的概率;(3) X 的概率密度.解:(1) 由0)2()(lim =-⋅+=-∞→πB A x F x ,12)(lim =⋅+=-∞→πB A x F x ,解得.1,21πB A == 即)( ,arctan 121)(+∞<<-∞+=x x πx F . (2).21)]1arctan(121[]1arctan 121[)1()1()11(=-+-+=--=<<-ππF F X P(3) X 的概率密度为)1(1)()(2x x F x f +='=π.五、(拉普拉斯分布)设随机变量X 的概率密度为+∞<<∞-=-x Ae x f x,)(.求:(1)系数A ;(2)随机变量X 落在区间)1,0(内的概率;(3)随机变量X 的分布函数.解:(1) 由1)(⎰+∞∞-=dx x f ,得1220⎰⎰+∞∞-+∞--===A dx e A dx Ae xx,解得21=A ,即有).( ,21)(+∞<<-∞=-x e x f x(2)).11(21)(2121)()10(101010ee dx e dx xf X P x x -=-===<<--⎰⎰(3) 随机变量X 的分布函数为⎪⎩⎪⎨⎧>-≤===-∞--∞-⎰⎰21102121)()(x e x e dx e dx x f x F x xx xx .第七章 均匀分布·指数分布·随机变量函数的概率分布一、公共汽车站每隔5分钟有一辆汽车通过.乘客到达汽车站的任一时刻是等可能的.求乘客候车时间 不超过3分钟的概率.解:设随机变量X 表示“乘客的候车时间”,则X 服从]5,0[上的均匀分布,其密度函数为⎩⎨⎧∉∈=]5,0[,0]5,0[,51)(x x x f 于是有.6.053)()30(3===≤≤⎰dx x f X P二、已知某种电子元件的使用寿命X (单位:h)服从指数分布,概率密度为⎪⎩⎪⎨⎧≤>=-.0,0;0,8001)(800x x e x f x任取3个这种电子元件,求至少有1个能使用1000h 以上的概率. 解:设A 表示“至少有1个电子元件能使用1000h 以上”;321A 、A 、A 分别表示“元件甲、乙、丙能使用1000h 以上”.则287.08001)1000()()()(4510008001000800321≈=-==>===-∞+-∞+-⎰e e dx e X P A P A P A P xx)()()()()()()()()(321313221321321A A A P A A P A A P A A P A P A P A P A A A P A P +---++=⋃⋃=638.0287.0287.03287.0332≈+⨯-⨯=(另解)设A 表示“至少有1个电子元件能使用1000h 以上”.则287.08001)1000(4510008001000800≈=-==>-∞+-∞+-⎰e e dx e X P xx从而有713.01)1000(1)1000(45≈-=>-=≤-eX P X P ,进一步有 638.0713.01)]1000([1)(33≈-≈≤-=X P A P三、(1) 设随机变量X 服从指数分布)(λe .证明:对于任意非负实数s 及t ,有).()(t X P s X t s X P ≥=≥+≥这个性质叫做指数分布的无记忆性.(2) 设电视机的使用年数X 服从指数分布)10(.e .某人买了一台旧电视机,求还能使用5年以上的概率.解:(1)因为)(~λe X ,所以R x ∈∀,有xe x F λ--=1)(,其中)(x F 为X 的分布函数.设t s X A +≥=,t X B ≥=.因为s 及t 都是非负实数,所以B A ⊂,从而A AB =.根据条件概率公式,我们有)(1)(1)()()()()()()()(s X P t s X P s X P t s X P B P A P B P AB P B A P s X t s X P <-+<-=≥+≥====≥+≥tst s e e e λλλ--+-=----=]1[1]1[1)(. 另一方面,我们有tt e e t F t X P t X P t X P λλ--=--=-=≤-=<-=≥)1(1)(1)(1)(1)(.综上所述,故有)()(t X P s X t s X P ≥=≥+≥. (2)由题设,知X 的概率密度为⎩⎨⎧≤>=-.,;,0001.0)(1.0x x e x f x设某人购买的这台旧电视机已经使用了s 年,则根据上述证明的(1)的结论,该电视机还能使用5年以上的概率为6065.01.0)()5()5(5.051.051.05≈=-===≥=≥+≥-∞+-∞+-∞+⎰⎰e e dx e dx x f X P s X s X P x x.答:该电视机还能使用5年以上的概率约为6065.0. 四、 设随机变量X 服从二项分布)4.0 ,3(B ,求下列随机变量函数的概率分布: (1)X Y 211-=;(2)2)3(2X X Y -=.解:X 的分布律为(1)X Y 211-=的分布律为(2)2)3(2X X Y -=的分布律为即五、设随机变量X 的概率密度为⎪⎩⎪⎨⎧≤>+=.0,0;0,)1(2)(2x x x x f π求随机变量函数X Y ln =的概率密度.解:因为)()()(ln )()(yXyYe F e X P y X P y Y P y F =<=<=<= 所以随机变量函数X Y ln =的概率密度为)( )1(2)()()()(2''+∞<<-∞+====y e e e e f e e F y F y f yyyyyyXYY π,即)( )1(2)(2+∞<<-∞+=y e e y f y yY π.第八章 二维随机变量的联合分布与边缘分布一、把一颗均匀的骰子随机地掷两次.设随机变量X 表示第一次出现的点数,随机变量Y 表示两次出现点数的最大值,求二维随机变量),(Y X 的联合概率分布及Y 的边缘概率分布.解:二维随机变量),(Y X 的联合概率分布为Y的边缘概率分布为二、设二维随机变量(X ,Y )的联合分布函数)3arctan )(2arctan (),(yC x B A y x F ++=. 求:(1)系数A 、B 及C ;(2)(X ,Y )的联合概率密度:(3)边缘分布函数及边缘概率密度. 解:(1)由0)0,(,0),0(,1),(=-∞=∞-=∞+-∞F F F ,得⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-=--=++0)2(0)2)(0(1)2)(2(πB AC πC B A πC πB A 解得2πC B ==,.12πA =(2)因为)3arctan 2)(2arctan 2(1),(2yx y x F ++=πππ,所以(X ,Y )的联合概率密度为.)9)(4(6),(),(222"y x y x F y x f xy ++==π(3)X 及Y 的边缘分布函数分别为xxxXx dx x dy y x f dx x F ∞-∞-∞-+∞∞-=+==⎰⎰⎰2arctan 1)4(2),()(2ππ2arctan 121x π+=yxy Y ydy y dx y x f dy x F ∞-∞-∞-+∞∞-=+==⎰⎰⎰3arctan1)9(3),()(2ππ3arctan 121y π+=X 及Y 的边缘概率密度分别为⎰⎰⎰+∞+∞∞-+∞∞-++⋅=++==0222222)9(1)4(112)9)(4(6),()(dy y x dy y x dy y x f x f X ππ)4(2)3arctan 31()4(1122022x y x +=+⋅=∞+ππ⎰⎰⎰+∞+∞∞-+∞∞-++=++==022222241)9(12)9)(4(6),()(dxx y dx y x dx y x f y f Y ππ)9(3)2arctan 21()9(122022y x y +=+=∞+ππ三、设),(Y X 的联合概率密度为⎩⎨⎧>>=+-.,00;0,,Ae ),(3y)(2x 其它y x y x f求:(1)系数A ;(2)),(Y X 的联合分布函数;(3)X及Y 的边缘概率密度;(4)),(Y X落在区域R :632 ,0 ,0<+>>y x y x 内的概率. 解:(1)由1),(=⎰⎰+∞∞-+∞∞-dy dx y x f ,有1610032==⎰⎰∞+∞+--A dy e dx e A yx,解得.6=A (2)),(Y X 的联合分布函数为⎪⎩⎪⎨⎧>>==⎰⎰⎰⎰--∞-∞-其它0,06),(),(0032y x dy e dx e dy y x f dx y x F x yy x xy⎩⎨⎧>>--=--其它00,0)1)(1(32y x e e y x(3)X 及Y 的边缘概率密度分别为⎩⎨⎧≤>=⎪⎩⎪⎨⎧≤>==-+∞--∞+∞-⎰⎰020006),()(2032x x ex x dye e dy y xf x f xy x X⎩⎨⎧≤>=⎪⎩⎪⎨⎧≤>==-+∞--∞+∞-⎰⎰030006),()(3032y y ex x dxe e dx y xf y f yy x Y(4)⎰⎰⎰⎰---==∈x y xRdye dx edxdy y x f R Y X P 322033026),(}),{( 6306271)(2---⎰-=-=e dx e e x四、设二维随机变量),(Y X 在抛物线2x y =与直线2+=x y 所围成的区域R 上服从均匀分布.求:(1) ),(Y X 的联合概率密度;(2) 概率)2(≥+Y X P . 解:(1) 设),(Y X 的联合概率密度为⎩⎨⎧∉∈=.),(, 0;),(,),(R y x R y x C y x f 则由129)322()2(21322122212==-+=-+==--+-⎰⎰⎰⎰⎰Cx x x C dx x x C dy dx C Cdxdy x x R解得92=C .故有⎪⎩⎪⎨⎧∉∈=.),(, 0;),(,92),(R y x R y x y x f(2) ⎰⎰⎰⎰⎰⎰++-≥++==≥+x x x x y x dydx dy dx dxdy y x f Y X P 2212210229292),()2(⎰⎰-++=21210)2(92292dx x x xdx481.02713)322(92922132102≈=-++=x x x x .第九章 随机变量的独立性·二维随机变量函数的分布一、 设X 与Y 是两个相互独立的随机变量,X 在]1,0[上服从均匀分布,Y 的概率密度为⎪⎩⎪⎨⎧≤>=-.0,0;0,21)(2y y e y f yY求 (1) ),(Y X 的联合概率密度; (2) 概率)(X Y P ≥. 解: (1)X 的概率密度为⎩⎨⎧∉∈=)1,0(,0)1,0(,1)(x x x f X,),(Y X 的联合概率密度为(注意Y X ,相互独立)⎪⎩⎪⎨⎧><<==-其它,00,10,21)()(),(2y x e y f x f y x f yY X(2)dxedx edy e dx dxdy y x f X Y P x xyxyxy ⎰⎰⎰⎰⎰⎰-∞+-∞+-≥=-===≥102102212)(21),()(7869.0)1(2221122≈-=-=--e ex二、 设随机变量X 与Y 独立,并且都服从二项分布:.,,2 ,1 ,0 ,)(;,,2 ,1 ,0 ,)(212211n j q p C j p n i q p C i p j n j j n Y in i i n X====--证明它们的和Y X Z +=也服从二项分布. 证明: 设j i k +=, 则ik n i k i k n ki i n i i n ki Y X Z q p C q p C i k P i P k Z P k P +---=-=∑∑=-===22110)()()()(∑=-+=ki kn n k in i n q p C C 02121)(由k nm ki ik nk m C C C +=-=∑0, 有 kn nki in i n C C C21210+==∑. 于是有),,2,1,0( )(212121n n k q p C k P k n n k in n Z +==-++由此知Y X Z +=也服从二项分布.三、设随机变量X 与Y 独立,并且X 在区间[0,1]内服从均匀分布,Y 在区间[0,2]内服从辛普森分布:⎪⎩⎪⎨⎧><≤<-≤≤=.20 0,;2 1 ,2;10 ,)(y y y y y y y f Y 或求随机变量Y X Z +=的概率密度.解: X 的概率密度为 ⎩⎨⎧∉∈=]1,0[,0]1,0[,1)(x x y f ξ. 于是),(Y X 的联合概率密度为⎪⎩⎪⎨⎧≤<≤≤-≤≤≤≤=. 0,2 1,10 ,210,10,),(其它当当y x y y x y y x fYX Z +=的联合分布函数为}),{(}{}{)(D y x P z Y X P z Z P z F Z∈=≤+=≤=,其中D 是z y x ≤+与),(y x f 的定义域的公共部分.故有⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≤<+-≤<-+-≤≤><=3229321212331023,00)(222z z z z z z z zz z z F Z从而随机变量Y X Z +=的概率密度为⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧≤<-≤<+-≤≤><=3232132103,00)(z z z z z z z z z f Z三、 电子仪器由六个相互独立的部件ijL (3,2,1;2,1==j i )组成,联接方式如右图所示.设各个部件的使用寿命ijX 服从相同的指数分布)(λe ,求仪器使用寿命的概率密度.解: 由题设,知ij X 的分布函数为⎩⎨⎧≤>-=-0,00,1x x e F x X ij λ 先求各个并联组的使用寿命)3,2,1( =i Y i 的分布函数.因为当并联的两个部件都损坏时,第i 个并联组才停止工作,所以有)3,2,1(),m ax (21==i Y i i i ξξ从而有)3,2,1( =i Y i 的分布函数为⎩⎨⎧≤>-==-0,00,)1()(221y y e F F y F y X X Y i i i λ设Z "仪器使用寿命".因为当三个并联组中任一个损坏时,仪器停止工作.所以有),,min(321Y Y Y Z =.从而有Z 的分布函数为⎩⎨⎧≤>---=⎩⎨⎧≤>----=-0,00,])1(1[10,00)],(1)][(1)][(1[1)(32321z z e z z z F z F z F z F z Y Y Y Z λ故Z 的概率密度为⎩⎨⎧≤>--=---0,00,)2)(1(6)(23z z e e e z f z z z Z λλλλ第十章 随机变量的数学期望与方差一、 一批零件中有9个合格品与3个废品.安装机器时从这批零件中任取一个.如果取出的废品不再放回去,求在取得合格品以前已取出的废品数的数学期望、方差与标准差.解:设X 表示“在取得合格品以前已取出的废品数”,则X 的概率分布为即于是有1103322013220924491430=⨯+⨯+⨯+⨯=EX 即3.0004.03041.02205.0175.00≈⨯+⨯+⨯+⨯=EX 2X 的分布为即于是有229220192209444914302=⨯+⨯+⨯+⨯=EX 即4091.0004.09041.04205.0175.002≈⨯+⨯+⨯+⨯=EX从而有3191.013310042471)11033(229)(222≈=-=-=EX EX DX 565.03191.0≈==DX Xσ二、 对某一目标进行射击,直至击中为止.如果每次射击命中率为p ,求射击次数的数学期望及方差. 解:设X 表示“第i 次击中”),2,1( =i ,则X 的分布为于是有p q p q q p q p iq p ipq EX i ii i i i 1)1()1()(211111=-='-='===∑∑∑∞=∞=-∞=- 2X于是有pp p p q q p q p q q p pqi EX i i i ii i 122)1()1()(])([223111122-=-=-+='=''==∑∑∑∞=∞=∞=-进一步有pp p p p EX EX DX 11)1(12)(22222-=--=-=三、设离散型随机变量X 的概率函数为,,2,1,21]2)1([ ==-=k k X P kk k问X 的数学期望是否存在?若存在,请计算)(X E ;若不存在,请解释为什么.解:因为∑∑∑∑∞=∞=∞=∞=-=⋅-=-=-==1111)1(212)1(]2)1([2)1()(k kkk k kkkk kki iik k k X P k x X P x 不绝对收敛,所以ξ没有数学期望. 四、设随机变量X 的概率密度为⎪⎩⎪⎨⎧≥<-=.1, 0;1,11)(2x x x x f π 求数学期望)(X E 及方差)(X D . 解:011)()(112=-⋅==⎰⎰-+∞∞-dx xx dx x xf X E πdxx x dx xx dx x f x X D ⎰⎰⎰-=-⋅==-∞+∞-1022112221211)()(πππ21]arcsin 2112[2102=+--=x x x π五、(拉普拉斯分布)设随机变量X 的概率密度为)( ,21)(+∞<<-∞=-x e x f x.求数学期望)(X E 及方差)(X D . 解:021)(===⎰⎰+∞∞--+∞∞-dx xe dx x xf EX x2!2)3(21)(0222==Γ====⎰⎰⎰+∞-+∞∞--+∞∞-dx e x dx e x dx x f x DX x x(分部积分亦可)第十一章 随机变量函数的数学期望·关于数学期望与方差的定理一、设随机变量X 服从二项分布)4.0,3(B ,求2)3(X X Y -=的数学期望及方差. 解:X 的概率分布为Y 的概率分布为2Y 的分布为于是有72.072.0128.00=⨯+⨯=EY72.072.0128.002=⨯+⨯=EY2016.0)72.0(72.0)(222=-=-=EY EY DY二、过半径为R 的圆周上一点任意作这圆的弦,求所有这些弦的平均长度.解:在圆周上任取一点O ,并通过该点作圆得直径OA .建立平面直角坐标系,以O 为原点,且让OA 在x 轴的正半轴上.通过O 任作圆的一条弦OB ,使OB 与x 轴的夹角为θ,则θ服从]2,2[ππ-上的均匀分布,其概率密度为 ⎪⎩⎪⎨⎧-∉-∈=]2,2[,0]2,2[,1)(ππθππθπθf .弦OB 的长为]2,2[cos 2)(ππθθθ-∈=R L ,故所有弦的平均长度为⎰⎰-∞+∞-⋅==22cos 21)()()]([ππθθπθθθθd R d L f L EπθπθθπππRR d R4sin 4cos 42020===⎰.三、一工厂生产的某种设备的寿命X (以年计)服从指数分布,概率密度为⎪⎩⎪⎨⎧≤>=-. 0,0 ; 0 ,41)(4x x e x f x工厂规定,出售的设备若在售出一年之内损坏可予以调换.若工厂售出一台设备赢利100元,调换一台设备厂方需花费300元.试求厂方出售一台设备的平均净赢利. 解:由题设,有⎰⎰---∞--=-===<14110441141)()1(e e dx e dx x f X P x x进而有 41)1(1)1(-=<-=≥e X P X P 设Y 表示“厂方出售一台设备获得的净赢利”,则Y 的概率分布为从而有64.33200300100)1(200414141≈-⨯=⨯+-⨯-=---e e e EY答:厂方出售一台设备获得的平均净赢利约为64.33元.四、设随机变量nX X X ,,21相互独立,并且服从同一分布,数学期望为μ,方差为2σ.求这些随机变量的算术平均值∑==ni iX nX 11的数学期望与方差. 解:因为μ=)(i X E ,2)(σ=i X D ,且随机变量nX X X,,21相互独立.所以有μμ=====∑∑∑∑====ni n i i ni i n i i n X E n X E n X n E X E 11111)(1)(1)1()(,nn X D n X D n X n D X D ni ni in i i n i i 2122121211)(1)(1)1()(σσ=====∑∑∑∑====.五、一民航送客车载有20位旅客自机场开出,沿途有10个车站可以下车,到达一个车站时如没有旅客下车就不停车.假设每位旅客在各车站下车是等可能的,且各旅客是否下车相互独立.求该车停车次数的数学期望.解: 设iX 表示"第i 站的停车次数" (10,,2,1 =i ). 则iX 服从"10-"分布. 其中⎩⎨⎧=站有人下车若在第站无人下车若在第i i X i,1,0 于是iX 的概率分布为设∑==ni iX X 1, 则X 表示沿途停车次数, 故有]})10110(1[1)10110(0{10)(2020101101--⨯+-⨯===∑∑==i i i i EX X E EX748.8)9.01(1020≈-=即停车次数的数学期望为748.8.第十二章 二维随机变量的数字特征·切比雪夫不等式与大数定律一、 设二维随机变量),(Y X 的联合概率密度为()(). 1,222++=y x Ay x f求:(1)系数A ;(2)数学期望)(X E 及)(Y E ,方差)(X D 及)(Y D ,协方差),cov(Y X . 解: (1) 由⎰⎰+∞∞-+∞∞-=1),(dxdy y x f . 有()()⎰⎰⎰⎰∞+∞-∞+∞-∞+==+=++11120022222A dr r rd A dxdy y x A πθπ解得, π1=A .(2)()11),()(222⎰⎰⎰⎰∞+∞-∞+∞-∞+∞-∞+∞-=++==dx y xxdy dxdy y x xf X E π.由对称性, 知)(=Y E .⎰⎰+∞∞-+∞∞-==-=dxdy y x f x EX EX X E X D ),(])[()(222()⎰⎰∞+∞-∞+∞-++=dxy xx dy 222211π()()+∞=+++=+-+=+=∞+∞+∞+⎰⎰⎰022022220223]11)1ln([1)1(211r r dr r r r r dr r r d πθπ同理, 有 +∞=)(Y D .)()])([(),cov(XY E EY Y Ex X E Y X =--=⎰⎰+∞∞-+∞∞-=dxdy y x xyf ),(()011),(222⎰⎰⎰⎰∞+∞-∞+∞-∞+∞-∞+∞-=++==dx y x xydy dxdy y x xyf π.二、 设二维随机变量),(Y X 的联合概率密度为⎩⎨⎧<<<=其它.,0;10,,1),(x x y y x f求(1) ),cov(Y X ;(2) X 与Y 是否独立,是否相关,为什么?解: (1) 因为 ⎰⎰⎰⎰⎰====-∞+∞-∞+∞-121322),(dx x dy xdx dxdy y x xf EX xx0),(1===⎰⎰⎰⎰-+∞∞-+∞∞-xx ydy dx dxdy y x yf EY 0),()(1===⎰⎰⎰⎰-+∞∞-+∞∞-xxydy xdx dxdy y x xyf XY E所以有])32[()])([(),cov(Y X E EY Y EX X E Y X -=--=⎰⎰+∞∞-+∞∞-=dxdyy x xyf ),(10==⎰⎰-xxydy xdx .(2) 当)1,0(∈x 时,有⎰⎰+∞∞--===xdy dy y x f x f x xX 2),()(; 当)1,0(∉x 时,有0)(=x f X.即⎩⎨⎧∉∈=)1,0(0)1,0(2)(X x x x x f同理有 ⎩⎨⎧∉+∈-=⎪⎩⎪⎨⎧∉∈=⎰⎰-)1,0(1)1,0(1)1,0()1,0()(11Y x y x y x dx x dx y f y y 因为),()()(y x f y f x f Y X ≠, 所以X 与Y 不是独立的.又因为0),cov(=Y X , 所以X 与Y 是不相关的.三、 利用切比雪夫不等式估计随机变量X 与其数学期望)(X E 的差的绝对值大于三倍标准差 )(X σ的概率.解:91)3()3(2=≤>-ξξξξξD DD E P .四、为了确定事件A 的概率,进行10000次重复独立试验.利用切比雪夫不等式估计:用事件A在10000次试验中发生的频率作为事件A 的概率的近似值时,误差小于0.01的概率.解:设ξ表示“在10000次试验中事件A 的次数”,则)5.0,10000(~B ξ且有50005.010000=⨯==np E ξ 2500)5.01(5.010000=-⨯⨯==npq D ξ 于是有npq p npq p np m P p n m P 22)01.0(1)01.0(1)01.0()01.0(-=-≥<-=<- 75.025.011=-=-=pq五、 样检查产品质量时,如果发现次品多于10个,则认为这批产品不能接受.应该检查多少 个产品,可使次品率为10%的一批产品不被接受的概率达到0.9?解:设ξ表示“发现的次品件数”,则)1.0,(~n B ξ,现要求.nn ξE 1.0= n ξD 09.0=要使得9.0)10(=>ξP ,即9.0)10(=≤<n ξP ,因为9.0)10(=≤<n ξP ,所以)3.01.03.01.03.01.010()10(nn n n n ξn n P ξD ξE n ξD ξE ξξD ξE P -≤-<-=-≤-<-)3.01.010()3()33.01.03.01.010(1,01,0nn n n n n ξn n P --≈≤-<-=ΦΦ 1)3.0101.0()3(1,01,0--+nn n ΦΦ (德莫威尔—Laplace 定理) 因为10>n ,所以53>n ,从而有1)3(1,0≈n Φ,故9.0)3.0101.0(1,0≈-nn Φ.查表有8997.0)28.1(1,0=Φ,故有28.13.0101.0≈-nn ,解得.146≈n答:应该检查约146个产品,方可使次品率为10%的一批产品不被接受的概率达到0.9.第十三章 正态分布的概率密度、分布函数、数学期望与方差一、 设随机变量X 服从正态分布)2,1(2N ,求(1))8.56.1(<≤-X P ;(2))56.4(≥X P .解:(1) )4.2213.1()8.416.2()8.56.1(<-≤-=<-≤-=<≤-X P X P X P8950.09032.019918.0)]3.1(1[)4.2()3.1()4.2(1,01,01,01,0=+-=--=--=ΦΦΦΦ(2) )78.12178.2(1)56.4(1)56.4(<-<--=<-=≥X P X P X P)]78.2(1)78.1(1)]78.2()78.1([11,01,01,01,0ΦΦΦΦ-+-=---=.0402.09973.09625.02=--二、 已知某种机械零件的直径X (mm )服从正态分布)6.0,100(2N .规定直径在2.1100±(mm )之间为合格品,求这种机械零件的不合格品率.解:设p 表示这种机械零件的不合格品率,则)2.1100(1)2.1100(≤--=>-=X P X P p .而)26.01002()6.02.16.01006.02.1()2.1100(≤-≤-=≤-≤-=≤-X P X P X P 1)2(2)]2(1[)2()2()2(-Φ=Φ--Φ=-Φ-Φ= 9544.019772.02=-⨯= 故0456.09544.01=-=p .三、测量到某一目标的距离时发生的误差X (m)具有概率密度3200)20(22401)(--=x ex f π求在三次测量中至少有一次误差的绝对值不超过30m 的概率.解:三次测量中每次误差绝对值都超过30米可表为}30{}30{}30{>⋃>⋃>=ξξξD 第三次第二次第一次因为)40,20(~2N ξ,所以由事件的相互独立性,有31,01,033)]25.0(1)25.1([})3030{(})30{()(ΦΦ-+-=>+-<=>=ξξP ξP D P 13025.05069.0)8944.05987.02(33≈=--= 于是有86975.013025.01)(1}30{=-=-=<D P P 米至少有一次绝对值三次测量中ξ.四、设随机变量),(~2σμN X ,求随机变量函数Xe Y =的概率密度(所得的概率分布称为对数正态分布). 解:由题设,知X 的概率密度为)(21)(222)(+∞<<-∞=--x ex f x X σμσπ从而可得随机变量Y 的分布函数为)()()(y e P y Y P y F XY≤=≤=.当0≤y 时,有0)(=y F Y ;此时亦有0)(='y F Y. 当0>y 时,有dx ey X P y F yx Y⎰∞---=≤=ln 2)(2221)ln ()(σμσπ. 此时亦有222)(ln 21)(σμσπ--='y Yeyy F .从而可得随机变量Y 的概率密度为⎪⎩⎪⎨⎧>≤=--.0,21;0,0)(222)(ln y e yy y f y Y σμσπ五、设随机变量X 与Y 独立,),(~211σμN X ,),(~222σμN Y ,求: (1) 随机变量函数bY aX Z +=1的数学期望与方差,其中a 及b 为常数;(2) 随机变量函数XY Z =2的数学期望与方差.解:由题设,有211)(,)(σμ==X D X E ;222)(,)(σμ==Y D Y E .从而有 (1)211)()()()()()(μμb a Y bE X aE bY E aX E bY aX E Z E +=+=+=+=; 222212221)()()()()()(σσb a Y D b X D a bY D aX D bY aX D Z D +=+=+=+=. (2)212)()()()(μμ===Y E X E XY E Z E ;)()()()()()()()(22222222Y E X E Y E X E XY E Y X E XY D Z D -=-== )()()]()()][()([2222Y E X E Y E Y D X E X D -++= )()()()()()(22X E Y D Y E X D Y D X D ++= 212222212221μσμσσσ++=.第十四章二维正态分布·正态随机变量线性函数的分布中心极限定理一、设二维随机变量),(Y X 服从二维正态分布,已知0)()(==Y E X E ,16)(=X D ,25)(=Y D ,并且12),cov(=Y X ,求),(Y X 的联合概率密度.。
概率论与数理统计课后习题答案(非常全很详细)
概率论与数理统计复旦大学此答案非常详细非常全,可供大家在平时作业或考试前使用,预祝大家考试成功习题一1.略.见教材习题参考答案.2.设A,B,C为三个事件,试用A,B,C的运算关系式表示下列事件:(1)A发生,B,C都不发生;(2)A与B发生,C不发生;(3)A,B,C都发生;(4)A,B,C至少有一个发生;(5)A,B,C都不发生;(6)A,B,C不都发生;(7)A,B,C至多有2个发生;(8)A,B,C至少有2个发生.【解】(1)A BC(2)AB C(3)ABC(4)A∪B∪C=AB C∪A B C∪A BC∪A BC∪A B C∪AB C∪ABC=ABC(5) ABC=A B C(6) ABC(7) A BC∪A B C∪AB C∪AB C∪A BC∪A B C∪ABC=ABC=A∪B∪C(8) AB∪BC∪CA=AB C∪A B C∪A BC∪ABC3.略.见教材习题参考答案4.设A,B为随机事件,且P(A)=0.7,P(A-B)=0.3,求P(AB).【解】P(AB)=1-P(AB)=1-[P(A)-P(A-B)]=1-[0.7-0.3]=0.65.设A,B是两事件,且P(A)=0.6,P(B)=0.7,求:(1)在什么条件下P(AB)取到最大值?(2)在什么条件下P(AB)取到最小值?【解】(1) 当AB =A 时,P (AB )取到最大值为0.6.(2) 当A ∪B =Ω时,P (AB )取到最小值为0.3.6.设A ,B ,C 为三事件,且P (A )=P (B )=1/4,P (C )=1/3且P (AB )=P (BC )=0,P (AC )=1/12,求A ,B ,C 至少有一事件发生的概率.【解】 P (A ∪B ∪C )=P (A )+P (B )+P (C )-P (AB )-P (BC )-P (AC )+P (ABC ) =14+14+13-112=347.从52张扑克牌中任意取出13张,问有5张黑桃,3张红心,3张方块,2张梅花的概率是多少?【解】 p =5332131313131352C C C C /C8.对一个五人学习小组考虑生日问题:(1) 求五个人的生日都在星期日的概率; (2) 求五个人的生日都不在星期日的概率;(3) 求五个人的生日不都在星期日的概率.【解】(1) 设A 1={五个人的生日都在星期日},基本事件总数为75,有利事件仅1个,故 P (A 1)=517=(17)5 (亦可用独立性求解,下同) (2) 设A 2={五个人生日都不在星期日},有利事件数为65,故P (A 2)=5567=(67)5 (3) 设A 3={五个人的生日不都在星期日}P (A 3)=1-P (A 1)=1-(17)5 9.略.见教材习题参考答案.10.一批产品共N 件,其中M 件正品.从中随机地取出n 件(n <N ).试求其中恰有m 件(m ≤M )正品(记为A )的概率.如果:(1) n 件是同时取出的;(2) n 件是无放回逐件取出的;(3) n 件是有放回逐件取出的.【解】(1) P (A )=C C /C mn m n M N M N --(2) 由于是无放回逐件取出,可用排列法计算.样本点总数有P n N 种,n 次抽取中有m次为正品的组合数为C mn 种.对于固定的一种正品与次品的抽取次序,从M 件正品中取m 件的排列数有P m M 种,从N -M 件次品中取n -m 件的排列数为P n m N M --种,故P (A )=C P P P mm n m n M N M n N-- 由于无放回逐渐抽取也可以看成一次取出,故上述概率也可写成P (A )=C C C m n m M N M n N-- 可以看出,用第二种方法简便得多.(3) 由于是有放回的抽取,每次都有N 种取法,故所有可能的取法总数为N n 种,n次抽取中有m 次为正品的组合数为C m n 种,对于固定的一种正、次品的抽取次序,m 次取得正品,都有M 种取法,共有M m 种取法,n -m 次取得次品,每次都有N -M 种取法,共有(N -M )n -m 种取法,故()C ()/m m n m n nP A M N M N -=- 此题也可用贝努里概型,共做了n 重贝努里试验,每次取得正品的概率为M N,则取得m 件正品的概率为 ()C 1m n m mn M M P A N N -⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭11.略.见教材习题参考答案.12. 50只铆钉随机地取来用在10个部件上,其中有3个铆钉强度太弱.每个部件用3只铆钉.若将3只强度太弱的铆钉都装在一个部件上,则这个部件强度就太弱.求发生一个部件强度太弱的概率是多少?【解】设A ={发生一个部件强度太弱}133103501()C C /C 1960P A == 【解】 设A i ={甲进i 球},i =0,1,2,3,B i ={乙进i 球},i =0,1,2,3,则33312123330()(0.3)(0.4)C 0.7(0.3)C 0.6(0.4)i i i P A B ==+⨯⨯+22223333C (0.7)0.3C (0.6)0.4+(0.7)(0.6)⨯=0.3207617.从5双不同的鞋子中任取4只,求这4只鞋子中至少有两只鞋子配成一双的概率.【解】 4111152222410C C C C C 131C 21p =-= 18.某地某天下雪的概率为0.3,下雨的概率为0.5,既下雪又下雨的概率为0.1,求:(1) 在下雨条件下下雪的概率;(2) 这天下雨或下雪的概率.【解】 设A ={下雨},B ={下雪}.(1) ()0.1()0.2()0.5P AB p B A P A === (2) ()()()()0.30.50.10.7p A B P A P B P AB =+-=+-=19.已知一个家庭有3个小孩,且其中一个为女孩,求至少有一个男孩的概率(小孩为男为女是等可能的).【解】 设A ={其中一个为女孩},B ={至少有一个男孩},样本点总数为23=8,故 ()6/86()()7/87P AB P B A P A === 或在缩减样本空间中求,此时样本点总数为7. 6()7P B A =20.已知5%的男人和0.25%的女人是色盲,现随机地挑选一人,此人恰为色盲,问此人是男人的概率(假设男人和女人各占人数的一半).【解】 设A ={此人是男人},B ={此人是色盲},则由贝叶斯公式()()()()()()()()()P A P B A P AB P A B P B P A P B A P A P B A ==+ 0.50.05200.50.050.50.002521⨯==⨯+⨯ 21.两人约定上午9∶00~10∶00在公园会面,求一人要等另一人半小时以上的概率.题21图 题22图【解】设两人到达时刻为x,y ,则0≤x ,y ≤60.事件“一人要等另一人半小时以上”等价于|x -y |>30.如图阴影部分所示.22301604P == 22.从(0,1)中随机地取两个数,求:(1) 两个数之和小于65的概率; (2) 两个数之积小于14的概率. 【解】 设两数为x ,y ,则0<x ,y <1.(1) x +y <65. 11441725510.68125p =-== (2) xy =<14. 1111244111d d ln 242x p x y ⎛⎫=-=+ ⎪⎝⎭⎰⎰ 23.设P (A )=0.3,P (B )=0.4,P (A B )=0.5,求P (B |A ∪B )【解】 ()()()()()()()()P AB P A P AB P B A B P A B P A P B P AB -==+- 0.70.510.70.60.54-==+- 24.在一个盒中装有15个乒乓球,其中有9个新球,在第一次比赛中任意取出3个球,比赛后放回原盒中;第二次比赛同样任意取出3个球,求第二次取出的3个球均为新球的概率.【解】 设A i ={第一次取出的3个球中有i 个新球},i =0,1,2,3.B ={第二次取出的3球均为新球}由全概率公式,有30()()()i i i P B P B A P A ==∑33123213336996896796333333331515151515151515C C C C C C C C C C C C C C C C C C =•+•+•+•0.089=25. 按以往概率论考试结果分析,努力学习的学生有90%的可能考试及格,不努力学习的学生有90%的可能考试不及格.据调查,学生中有80%的人是努力学习的,试问:(1)考试及格的学生有多大可能是不努力学习的人?(2)考试不及格的学生有多大可能是努力学习的人?【解】设A ={被调查学生是努力学习的},则A ={被调查学生是不努力学习的}.由题意知P(A )=0.8,P (A )=0.2,又设B ={被调查学生考试及格}.由题意知P (B |A )=0.9,P (B |A )=0.9,故由贝叶斯公式知(1)()()()()()()()()()P A P B A P AB P A B P B P A P B A P A P B A ==+0.20.110.027020.80.90.20.137⨯===⨯+⨯ 即考试及格的学生中不努力学习的学生仅占2.702% (2) ()()()()()()()()()P A P B A P AB P A B P B P A P B A P A P B A ==+ 0.80.140.30770.80.10.20.913⨯===⨯+⨯ 即考试不及格的学生中努力学习的学生占30.77%.26. 将两信息分别编码为A 和B 传递出来,接收站收到时,A 被误收作B 的概率为0.02,而B 被误收作A 的概率为0.01.信息A 与B 传递的频繁程度为2∶1.若接收站收到的信息是A ,试问原发信息是A 的概率是多少?【解】 设A ={原发信息是A },则={原发信息是B }C ={收到信息是A },则={收到信息是B }由贝叶斯公式,得()()()()()()()P A P C A P A C P A P C A P A P C A =+ 2/30.980.994922/30.981/30.01⨯==⨯+⨯ 27.在已有两个球的箱子中再放一白球,然后任意取出一球,若发现这球为白球,试求箱子中原有一白球的概率(箱中原有什么球是等可能的颜色只有黑、白两种)【解】设A i ={箱中原有i 个白球}(i =0,1,2),由题设条件知P (A i )=13,i =0,1,2.又设B ={抽出一球为白球}.由贝叶斯公式知 111120()()()()()()()i i i P B A P A P A B P A B P B P B A P A ===∑ 2/31/311/31/32/31/311/33⨯==⨯+⨯+⨯ 28.某工厂生产的产品中96%是合格品,检查产品时,一个合格品被误认为是次品的概率为0.02,一个次品被误认为是合格品的概率为0.05,求在被检查后认为是合格品产品确是合格品的概率.【解】 设A ={产品确为合格品},B ={产品被认为是合格品}由贝叶斯公式得()()()()()()()()()P A P B A P AB P A B P B P A P B A P A P B A ==+ 0.960.980.9980.960.980.040.05⨯==⨯+⨯ 29.某保险公司把被保险人分为三类:“谨慎的”,“一般的”,“冒失的”.统计资料表明,上述三种人在一年内发生事故的概率依次为0.05,0.15和0.30;如果“谨慎的”被保险人占20%,“一般的”占50%,“冒失的”占30%,现知某被保险人在一年内出了事故,则他是“谨慎的”的概率是多少?【解】 设A ={该客户是“谨慎的”},B ={该客户是“一般的”},C ={该客户是“冒失的”},D ={该客户在一年内出了事故}则由贝叶斯公式得 ()()(|)(|)()()(|)()(|)()(|)P AD P A P D A P A D P D P A P D A P B P D B P C P D C ==++ 0.20.050.0570.20.050.50.150.30.3⨯==⨯+⨯+⨯ 30.加工某一零件需要经过四道工序,设第一、二、三、四道工序的次品率分别为0.02,0.03,0.05,0.03,假定各道工序是相互独立的,求加工出来的零件的次品率.【解】设A i ={第i 道工序出次品}(i =1,2,3,4).412341()1()i i P A P A A A A ==- 12341()()()()P A P A P A P A =-10.980.970.950.970.124=-⨯⨯⨯=31.设每次射击的命中率为0.2,问至少必须进行多少次独立射击才能使至少击中一次的概率不小于0.9?【解】设必须进行n 次独立射击.1(0.8)0.9n -≥即为 (0.8)0.1n ≤故 n ≥11至少必须进行11次独立射击.32.证明:若P (A |B )=P (A |B ),则A ,B 相互独立.【证】 (|)(|)P A B P A B =即()()()()P AB P AB P B P B = 亦即 ()()()()P AB P B P AB P B =()[1()][()()]()P AB P B P A P AB P B -=-因此 ()()()P AB P A P B =故A 与B 相互独立.33.三人独立地破译一个密码,他们能破译的概率分别为15,13,14,求将此密码破译出的概率.【解】 设A i ={第i 人能破译}(i =1,2,3),则 31231231()1()1()()()i i P A P A A A P A P A P A ==-=-42310.6534=-⨯⨯= 34.甲、乙、丙三人独立地向同一飞机射击,设击中的概率分别是0.4,0.5,0.7,若只有一人击中,则飞机被击落的概率为0.2;若有两人击中,则飞机被击落的概率为0.6;若三人都击中,则飞机一定被击落,求:飞机被击落的概率.【解】设A ={飞机被击落},B i ={恰有i 人击中飞机},i =0,1,2,3由全概率公式,得30()(|)()i i i P A P A B P B ==∑=(0.4×0.5×0.3+0.6×0.5×0.3+0.6×0.5×0.7)0.2+(0.4×0.5×0.3+0.4×0.5×0.7+0.6×0.5×0.7)0.6+0.4×0.5×0.7=0.45835.已知某种疾病患者的痊愈率为25%,为试验一种新药是否有效,把它给10个病人服用,且规定若10个病人中至少有四人治好则认为这种药有效,反之则认为无效,求:(1) 虽然新药有效,且把治愈率提高到35%,但通过试验被否定的概率.(2) 新药完全无效,但通过试验被认为有效的概率.【解】(1) 3101100C(0.35)(0.65)0.5138k k k k p -===∑ (2) 10102104C(0.25)(0.75)0.2241kk k k p -===∑36.一架升降机开始时有6位乘客,并等可能地停于十层楼的每一层.试求下列事件的概率:(1) A =“某指定的一层有两位乘客离开”;(2) B =“没有两位及两位以上的乘客在同一层离开”;(3) C =“恰有两位乘客在同一层离开”;(4) D =“至少有两位乘客在同一层离开”.【解】 由于每位乘客均可在10层楼中的任一层离开,故所有可能结果为106种.(1) 2466C 9()10P A =,也可由6重贝努里模型: 224619()C ()()1010P A = (2) 6个人在十层中任意六层离开,故6106P ()10P B = (3) 由于没有规定在哪一层离开,故可在十层中的任一层离开,有110C 种可能结果,再从六人中选二人在该层离开,有26C 种离开方式.其余4人中不能再有两人同时离开的情况,因此可包含以下三种离开方式:①4人中有3个人在同一层离开,另一人在其余8层中任一层离开,共有131948C C C 种可能结果;②4人同时离开,有19C 种可能结果;③4个人都不在同一层离开,有49P 种可能结果,故1213114610694899()C C (C C C C P )/10P C =++ (4) D=B .故 6106P ()1()110P D P B =-=- 37. n 个朋友随机地围绕圆桌而坐,求下列事件的概率:(1) 甲、乙两人坐在一起,且乙坐在甲的左边的概率;(2) 甲、乙、丙三人坐在一起的概率;(3) 如果n 个人并排坐在长桌的一边,求上述事件的概率.【解】 (1) 111p n =- (2) 23!(3)!,3(1)!n p n n -=>- (3) 12(1)!13!(2)!;,3!!n n p p n n n n --''===≥ 38.将线段[0,a ]任意折成三折,试求这三折线段能构成三角形的概率【解】 设这三段长分别为x ,y ,a -x -y .则基本事件集为由0<x <a ,0<y <a ,0<a -x -y <a 所构成的图形,有利事件集为由()()x y a x y x a x y y y a x y x+>--⎡⎢+-->⎢⎢+-->⎣ 构成的图形,即02022a x a y a x y a ⎡<<⎢⎢⎢<<⎢⎢⎢<+<⎢⎣ 如图阴影部分所示,故所求概率为14p =. 39. 某人有n 把钥匙,其中只有一把能开他的门.他逐个将它们去试开(抽样是无放回的).证明试开k 次(k =1,2,…,n )才能把门打开的概率与k 无关.【证】 11P 1,1,2,,P k n k n p k n n --===40.把一个表面涂有颜色的立方体等分为一千个小立方体,在这些小立方体中,随机地取出一个,试求它有i 面涂有颜色的概率P (A i )(i =0,1,2,3).【解】 设A i ={小立方体有i 面涂有颜色},i =0,1,2,3.在1千个小立方体中,只有位于原立方体的角上的小立方体是三面有色的,这样的小立方体共有8个.只有位于原立方体的棱上(除去八个角外)的小立方体是两面涂色的,这样的小立方体共有12×8=96个.同理,原立方体的六个面上(除去棱)的小立方体是一面涂色的,共有8×8×6=384个.其余1000-(8+96+384)=512个内部的小立方体是无色的,故所求概率为01512384()0.512,()0.38410001000P A P A ====, 24968()0.096,()0.00810001000P A P A ====. 41.对任意的随机事件A ,B ,C ,试证P (AB )+P (AC )-P (BC )≤P (A ).【证】 ()[()]()P A P A B C P AB AC ≥=()()()P AB P AC P ABC =+-()()()P AB P AC P BC ≥+-42.将3个球随机地放入4个杯子中去,求杯中球的最大个数分别为1,2,3的概率.【解】 设i A ={杯中球的最大个数为i },i =1,2,3.将3个球随机放入4个杯子中,全部可能放法有43种,杯中球的最大个数为1时,每个杯中最多放一球,故3413C 3!3()48P A == 而杯中球的最大个数为3,即三个球全放入一个杯中,故1433C 1()416P A == 因此 213319()1()()181616P A P A P A =--=--= 或 12143323C C C 9()416P A == 43.将一枚均匀硬币掷2n 次,求出现正面次数多于反面次数的概率.【解】掷2n 次硬币,可能出现:A ={正面次数多于反面次数},B ={正面次数少于反面次数},C ={正面次数等于反面次数},A ,B ,C 两两互斥.可用对称性来解决.由于硬币是均匀的,故P (A )=P (B ).所以1()()2P C P A -= 由2n 重贝努里试验中正面出现n 次的概率为211()()()22n n n n P C C =故 2211()[1C ]22n n n P A =- 44.掷n 次均匀硬币,求出现正面次数多于反面次数的概率.【解】设A ={出现正面次数多于反面次数},B ={出现反面次数多于正面次数},由对称性知P (A )=P (B )(1) 当n 为奇数时,正、反面次数不会相等.由P (A )+P (B )=1得P (A )=P (B )=0.5(2) 当n 为偶数时,由上题知211()[1C ()]22nn n P A =-45.设甲掷均匀硬币n +1次,乙掷n 次,求甲掷出正面次数多于乙掷出正面次数的概率.【解】 令甲正=甲掷出的正面次数,甲反=甲掷出的反面次数.乙正=乙掷出的正面次数,乙反=乙掷出的反面次数. 显然有>正正(甲乙)=(甲正≤乙正)=(n +1-甲反≤n -乙反) =(甲反≥1+乙反)=(甲反>乙反)由对称性知P (甲正>乙正)=P (甲反>乙反) 因此P (甲正>乙正)=1246.证明“确定的原则”(Sure -thing ):若P (A |C )≥P (B |C ),P (A |C )≥P (B |C ),则P (A )≥P (B ).【证】由P (A |C )≥P (B |C ),得()(),()()P AC P BC P C P C ≥即有 ()()P AC P BC ≥ 同理由 (|)(|),P A C P B C ≥ 得 ()(),P AC P BC ≥故 ()()()()()()P A P AC P AC P BC P BC P B =+≥+= 47.一列火车共有n 节车厢,有k (k ≥n )个旅客上火车并随意地选择车厢.求每一节车厢内至少有一个旅客的概率.【解】 设A i ={第i 节车厢是空的},(i =1,…,n ),则121(1)1()(1)2()(1)1()(1)n k ki kki j ki i i n P A n nP A A n n P A A A n--==-=--=-其中i 1,i 2,…,i n -1是1,2,…,n 中的任n -1个. 显然n 节车厢全空的概率是零,于是2112111122111111123111()(1)C (1)2()C (1)1()C (1)0()(1)n n nk ki ni ki j n i j nn kn i i i n i i i nn nn i ni S P A n n n S P A A n n S P A A A nS P A S S S S --=≤<≤--≤<<≤+===-=-==--==-==-+-+-∑∑∑121121C (1)C (1)(1)C (1)kkn n kn n n n nnn--=---++--故所求概率为121121()1C (1)C (1)nk i i n ni P A n n=-=--+--+111(1)C (1)n n kn n n+----48.设随机试验中,某一事件A 出现的概率为ε>0.试证明:不论ε>0如何小,只要不断地独立地重复做此试验,则A 迟早会出现的概率为1. 【证】在前n 次试验中,A 至少出现一次的概率为1(1)1()n n ε--→→∞49.袋中装有m 只正品硬币,n 只次品硬币(次品硬币的两面均印有国徽).在袋中任取一只,将它投掷r 次,已知每次都得到国徽.试问这只硬币是正品的概率是多少? 【解】设A ={投掷硬币r 次都得到国徽}B ={这只硬币为正品} 由题知 (),()m nP B P B m n m n==++ 1(|),(|)12r P A B P A B ==则由贝叶斯公式知()()(|)(|)()()(|)()(|)P AB P B P A B P B A P A P B P A B P B P A B ==+121212rrrm m m n m nm n m n m n+==++++ 50.巴拿赫(Banach )火柴盒问题:某数学家有甲、乙两盒火柴,每盒有N 根火柴,每次用火柴时他在两盒中任取一盒并从中任取一根.试求他首次发现一盒空时另一盒恰有r 根的概率是多少?第一次用完一盒火柴时(不是发现空)而另一盒恰有r 根的概率又有多少? 【解】以B 1、B 2记火柴取自不同两盒的事件,则有121()()2P B P B ==.(1)发现一盒已空,另一盒恰剩r 根,说明已取了2n -r 次,设n 次取自B 1盒(已空),n -r 次取自B 2盒,第2n -r +1次拿起B 1,发现已空。
(完整word版)概率论与数理统计习题集及答案(word文档良心出品)
《概率论与数理统计》作业集及答案第1章 概率论的基本概念§1 .1 随机试验及随机事件1. (1) 一枚硬币连丢3次,观察正面H ﹑反面T 出现的情形. 样本空间是:S= ;(2) 一枚硬币连丢3次,观察出现正面的次数. 样本空间是:S= ; 2.(1) 丢一颗骰子. A :出现奇数点,则A= ;B :数点大于2,则B= . (2) 一枚硬币连丢2次, A :第一次出现正面,则A= ;B :两次出现同一面,则= ;C :至少有一次出现正面,则C= .§1 .2 随机事件的运算1. 设A 、B 、C 为三事件,用A 、B 、C 的运算关系表示下列各事件:(1)A 、B 、C 都不发生表示为: .(2)A 与B 都发生,而C 不发生表示为: . (3)A 与B 都不发生,而C 发生表示为: .(4)A 、B 、C 中最多二个发生表示为: . (5)A 、B 、C 中至少二个发生表示为: .(6)A 、B 、C 中不多于一个发生表示为: . 2. 设}42:{},31:{},50:{≤<=≤<=≤≤=x B x x A x x S :则(1)=⋃B A ,(2)=AB ,(3)=B A , (4)B A ⋃= ,(5)B A = 。
§1 .3 概率的定义和性质1. 已知6.0)(,5.0)(,8.0)(===⋃B P A P B A P ,则(1) =)(AB P , (2)()(B A P )= , (3))(B A P ⋃= . 2. 已知,3.0)(,7.0)(==AB P A P 则)(B A P = .§1 .4 古典概型1. 某班有30个同学,其中8个女同学, 随机地选10个,求:(1)正好有2个女同学的概率,(2)最多有2个女同学的概率,(3) 至少有2个女同学的概率.2. 将3个不同的球随机地投入到4个盒子中,求有三个盒子各一球的概率.§1 .5 条件概率与乘法公式1.丢甲、乙两颗均匀的骰子,已知点数之和为7, 则其中一颗为1的概率是 。
概率论与数理统计答案完整版
概率论与数理统计答案 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】习题答案第1章三、解答题1.设P (AB ) = 0,则下列说法哪些是正确的 (1) A 和B 不相容; (2) A 和B 相容; (3) AB 是不可能事件; (4) AB 不一定是不可能事件; (5) P (A ) = 0或P (B ) = 0 (6) P (A – B ) = P (A ) 解:(4) (6)正确.2.设A ,B 是两事件,且P (A ) = ,P (B ) = ,问: (1) 在什么条件下P (AB )取到最大值,最大值是多少 (2) 在什么条件下P (AB )取到最小值,最小值是多少 解:因为)()()()(B A P B P A P AB P -+≤,又因为)()(B A P B P ≤即.0)()(≤-B A P B P 所以(1) 当)()(B A P B P =时P (AB )取到最大值,最大值是)()(A P AB P ==.(2) 1)(=B A P 时P (AB )取到最小值,最小值是P (AB )=+=. 3.已知事件A ,B 满足)()(B A P AB P =,记P (A ) = p ,试求P (B ).解:因为)()(B A P AB P =,即)()()(1)(1)()(AB P B P A P B A P B A P AB P +--=-== ,所以 .1)(1)(p A P B P -=-=4.已知P (A ) = ,P (A – B ) = ,试求)(AB P .解:因为P (A – B ) = ,所以P (A )– P(AB ) = , P(AB ) = P (A )– , 又因为P (A ) = ,所以P(AB ) =– =,6.0)(1)(=-=AB P AB P .5. 从5双不同的鞋子种任取4只,问这4只鞋子中至少有两只配成一双的概率是多少 解:显然总取法有410C n=种,以下求至少有两只配成一双的取法k :法一:分两种情况考虑:15C k=24C 212)(C +25C 其中:2122415)(C C C 为恰有1双配对的方法数法二:分两种情况考虑:!2161815C C C k ⋅⋅=+25C其中:!2161815C C C ⋅⋅为恰有1双配对的方法数法三:分两种情况考虑:)(142815C C C k-=+25C其中:)(142815C C C -为恰有1双配对的方法数法四:先满足有1双配对再除去重复部分:2815C C k=-25C法五:考虑对立事件:410C k=-45C 412)(C其中:45C 412)(C 为没有一双配对的方法数法六:考虑对立事件:!4141618110410C C C C C k ⋅⋅⋅-=其中:!4141618110C C C C ⋅⋅⋅为没有一双配对的方法数所求概率为.2113410==C k p6.在房间里有10个人,分别佩戴从1号到10号的纪念章,任取3人记录其纪念章的号码.求: (1) 求最小号码为5的概率; (2) 求最大号码为5的概率.解:(1) 法一:12131025==C C p ,法二:1213102513==A A C p (2) 法二:20131024==C C p ,法二:2013102413==A A C p 7.将3个球随机地放入4个杯子中去,求杯子中球的最大个数分别为1,2,3的概率. 解:设M 1, M 2, M 3表示杯子中球的最大个数分别为1,2,3的事件,则834)(3341==A M P , 1694)(324232=⨯=A C M P , 1614)(3143==C M P8.设5个产品中有3个合格品,2个不合格品,从中不返回地任取2个,求取出的2个中全是合格品,仅有一个合格品和没有合格品的概率各为多少解:设M 2, M 1, M 0分别事件表示取出的2个球全是合格品,仅有一个合格品和没有合格品,则3.0)(25232==C C M P ,6.0)(2512131==C C C M P ,1.0)(25221==C C M P 9.口袋中有5个白球,3个黑球,从中任取两个,求取到的两个球颜色相同的概率.解:设M 1=“取到两个球颜色相同”,M 1=“取到两个球均为白球”,M 2=“取到两个球均为黑球”,则φ==2121M M M M M 且.所以.2813C C C C )()()()(282328252121=+=+==M P M P M M P M P10. 若在区间(0,1)内任取两个数,求事件“两数之和小于6/5”的概率.解:这是一个几何概型问题.以x 和y 表示任取两个数,在平面上建立xOy 直角坐标系,如图. 任取两个数的所有结果构成样本空间 = {(x ,y ):0 x ,y 1} 事件A =“两数之和小于6/5”= {(x ,y ) : x + y 6/5} 因此2517154211)(2=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=Ω=的面积的面积A A P . 图11.随机地向半圆220x ax y -<<(a 为常数)内掷一点,点落在半圆内任何区域的概率与区域的面积成正比,求原点和该点的连线与x 轴的夹角小于4π的概率. 解:这是一个几何概型问题.以x 和y 表示随机地向半圆内掷一点的坐标,表示原点和该点的连线与x 轴的夹角,在平面上建立xOy 直角坐标系,如图.随机地向半圆内掷一点的所有结果构成样本空间 ={(x ,y ):220,20x ax y a x -<<<<}事件A =“原点和该点的连线与x 轴的夹角小于4π” ={(x ,y ):40,20,202πθ<<-<<<<x ax y a x }因此211214121)(222+=+=Ω=πππa aa A A P 的面积的面积.12.已知21)(,31)(,41)(===B A P A B P A P ,求)(B A P . 解:,1213141)()()(=⨯==A B P A P AB P ,6121121)|()()(=÷==B A P AB P B P 13.设10件产品中有4件不合格品,从中任取两件,已知所取两件产品中有一件是不合格品,则另一件也是不合格品的概率是多少解:题中要求的“已知所取两件产品中有一件是不合格品,则另一件也是不合格品的概率”应理解为求“已知所取两件产品中至少有一件是不合格品,则两件均为不合格品的概率”。
概率论与数理统计习习题解答
欢迎阅读第一章随机事件及其概率1. 写出下列随机试验的样本空间:(1)同时掷两颗骰子,记录两颗骰子的点数之和;(2)在单位圆内任意一点,记录它的坐标;(3)10件产品中有三件是次品,每次从其中取一件,取后不放回,(6)A、B、C至少有一个发生;(7)A、B、C不多于一个发生;(8)A、B、C至少有两个发生.解所求的事件表示如下欢迎阅读3.在某小学的学生中任选一名,若事件A 表示被选学生是男生,事件B 表示该生是三年级学生,事件C 表示该学生是运动员,则 (1)事件AB 表示什么?(2)在什么条件下ABC =C 成立?(3)在什么条件下关系式C B ⊂是正确的? (4)在什么条件下A B =成立? 解(1(2(3(4立.4.设解 所以 5. 解 则–6. 设盒中有α只红球和b 只白球,现从中随机地取出两只球,试求下列事件的概率:A ={两球颜色相同},B ={两球颜色不同}.解 由题意,基本事件总数为2a b A +,有利于A 的事件数为22a b A A +,有利于B 的事件数为1111112a b b a a b A A A A A A +=, 则2211222()()a b a b a ba bA A A AP A P B A A +++==欢迎阅读7. 若10件产品中有件正品,3件次品,(1)不放回地每次从中任取一件,共取三次,求取到三件次品的概率;(2)每次从中任取一件,有放回地取三次,求取到三次次品的概率.解 (1)设A={取得三件次品} 则33人颗,(2) 取到两颗白子,一颗黑子的概率; (3) 取到三颗棋子中至少有一颗黑子的概率; (4) 取到三颗棋子颜色相同的概率. 解(1) 设A={取到的都是白子} 则欢迎阅读3831214()0.25555===C P A C .(2) 设B={取到两颗白子, 一颗黑子}2184312()0.509==C C P B C .(3) 设C={取三颗子中至少的一颗黑子} ()1()0.745=-=P C P A .(4) 设D={取到三颗子颜色相同}3384+C C 10. (年按(2解(1) (2)11. 将成解 因此有12. 从解 要共有45C 13. 解 设A i = {第i 个零件不合格},i=1,2,3, 则()1i i P A p i==+ 所以()11i i i P A p i=-=+ 由于零件制造相互独立,有:123123()()()()P A A A P A P A P A =,123123()()()()P A A A P A P A P A =欢迎阅读14.假设目标出现在射程之内的概率为0.7,这时射击命中目标的概率为0.6,试求两次独立射击至少有一次命中目标的概率p.解设A={目标出现在射程内},B={射击击中目标},B i ={第i次击中目标}, i=1,2.则P(A)=0.7, P(B i|A)=0.6 另外B=B1+B2,由全概率公式,件C={产品中次品不超两件}, 由题意由于A0, A1, A2, A3, A4构成了一个完备的事件组, 由全概率公式由Bayes公式故欢迎阅读16.由以往记录的数据分析,某船只运输某种物品损坏2%,10%和90%的概率分别为0.8,0.15,0.05,现在从中随机地取三件,发现三件全是好的,试分析这批物品的损坏率是多少(这里设物品件数很多,取出一件后不影响下一件的概率).解设B={三件都是好的},A1={损坏2%}, A2={损坏10%}, A1={损坏P(A2由为17.和(1(2)通过验收的箱中确定无残次品的概率β.解设H i={箱中实际有的次品数}, 0,1,2i, A={通过验收}则P(H0)=0.8, P(H1)=0.15, P(H2)=0.05, 那么有:(1)由全概率公式(2)由Bayes公式得欢迎阅读18.一建筑物内装有5台同类型的空调设备,调查表明,在任一时刻,每台设备被使用的概率为0.1,问在同一时刻(1)恰有两台设备被使用的概率是多少?(2)至少有三台设备被使用的概率是多少?解设5台设备在同一时刻是否工作是相互独立的, 因此本题可以第二章 随机变量及其分布1. 有10件产品,其中正品8件,次品两件,现从中任取两件,求取得次品数X 的分律. 解 X 的分布率如下表所示:律?解 由题意, 1()1k f x ∞==∑, 即解得:1(1)C e λ=-7. 已知X的分布律 X -112P162636求:(1)X 的分布函数;(2)12P X ⎛⎫< ⎪⎝⎭;(3)312P X ⎛⎫<≤ ⎪⎝⎭.解 (1) X 的分布函数为()()k k x xF x P X x p ≤=≤=∑(1) P(A) =2232233(2)(1)3(1)P C p p p p -=-=-(2) P(B) =22323333233333(2)(3)(1)(1)32P P C p p C p p p p --+=-+-=- 12. 一电话交换台每分钟的呼唤次数服从参数为4的泊松分布,求: 13. (1)每分钟恰有6次呼唤的概率; 14. (2)每分钟的呼唤次数不超过10次的概率.解(1) P(X=6) =6440.104!6!k e e k λλ--==或者P(X=6) = !kek λλ-446744!!k k k k e e k k ∞∞--===-∑∑= 0.21487 – 0.11067 =X~B(1000, 0.003), 由于n 比较大,p 比较小,np=3, 因此可以用泊松分布来近似, 即X~π(3). 因此 (1) P(X=2)2330.2242!e -==(2)323(2)1(2)110.80080.1992!k k P X P X e k ∞-=<=-≥=-=-=∑(3)333(2)(2)0.5768!k k P X P X e k ∞-=>=>==∑(4)313(1)0.9502!k k P X e k ∞-=≥==∑17. 设连续型随机变量X 的分布函数为18.20,0(),011,1x F x kx x x <⎧⎪=≤≤⎨⎪>⎩1/21/1/21111arcsin 1/22663P x x ππππ--⎛⎫⎛⎫<===-= ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎰ (3) X 的分布函数 21. 某城市每天用电量不超过100万千瓦时,以Z 表示每天的耗电率(即用电量除以100万千瓦时),它具有分布密度为若该城市每天的供电量仅有80万千瓦时,求供电量不够需要的概率是多少?如每天供电量为90万千瓦时又是怎样的?解 如果供电量只有80万千瓦,供电量不够用的概率为: P(Z>80/100)=P(Z>0.8)=120.812(1)0.0272x x dx -=⎰如果供电量只有80万千瓦,供电量不够用的概率为:P(Z>90/100)=P(Z>0.9)=120.912(1)0.0037x x dx -=⎰解 由于()()10|10|10222a X a P X a P a X a P --⎛⎫-<=-<-<=<<⎪⎝⎭所以0.952a ⎛⎫Φ= ⎪⎝⎭查表可得,2a=1.65即 a = 3.325.设某台机器生产的螺栓的长度X服从正态分布N(10.05,0.062),规定X在范围(10.05±0.12)厘米内为合格品,求螺栓不合格的概率.解由题意,设P为合格的概率,则则不合格的概率=1?P = 0.045626.设随机变量X服从正态分布N(60,9),求分点x1,x2,使X分别落在(-∞,x1)、(x1,x2)、(x2,+∞)的概率之试求:(1)2X的分布列;(2)x2的分布列.解(1) 2X的分布列如下2X -4 0 4 6(2) x 2的分布列 29. 设X 服从N(0,1)分布,Y =|X |的密度函数.解 的反函数为,0h(y)=,x x x x -<⎧⎨≥⎩, 从而可得Y=|X|的密度函数为:当y>0时,222222()()|()'|()|'|yyy Y X X f y f y y f y y e e e---=--+==解 由于ln y x =严格单调,其反函数为(),'()y y h y e h y e ==且, 则 32. 设随机变量X 服从N(μ,2σ)分布,求Y =x e 的分布密度. 解 由于x y e =严格单调,其反函数为1()ln ,'(),h y y h y ==且yy>0,则 当0y ≤时()0Y f y =因此221(ln )2,0()0,y Y y f y y μσ--⎧>=≤⎩33. 假设随机变量X 服从参数为2的指数分布,证明:Y =21x e --在区间(0, 1)上服从均匀分布.解 由于21x y e -=-在(0, +∞)上单调增函数,其反函数为:1()ln(1),01,2h y y y =--<<35. 在10件产品中有2件一级品,7件二级品和1件次品,从10件产品中无放回抽取3件,用X 表示其中一级品件数,Y 表示其中二级品件数,求: 36. (1)X 与Y 的联合概率分布; (2)X 、Y 的边缘概率分布;(3)X 与Y 相互独立吗?解 根据题意,X 只能取0,1,2,Y 可取的值有:0,1,2,3,由古典概型公式得:(1) 271310(,),i j k ijC C C p P X i Y j C====其中,3,0,1,2,i j k i ++==0,1,2,3j =P(X=4,Y=4)=1/6+1/6+1/6=1/2.38. 设二维连续型随机变量(X, Y)的联合分布函数为(,)arctan arctan 23x y F x y A B C ⎛⎫⎛⎫=++ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭,求:(1)系数A 、B 及C ; (2)(X, Y)的联合概率密度; (3)X ,Y 的边缘分布函数及边缘概率密度;(4)求:(1)常数A ;(2)X ,Y 的边缘概率密度;(3)(01,02)P X Y <≤<≤.解 (1) 由联合概率密度的性质,可得解得 A=12.(2) X, Y 的边缘概率密度分别为:(3) (01,02)P x y <≤<≤41. 设随机变量(X ,Y )的联合概率密度为 求 P(X +Y ≥1).解 由题意,所求的概率就是(X,Y)落入由直线x=0 ,x=1, y=0, y=2, x+y=1围的区域G 中, 则 42. 设二维随机变量(X, Y)在图2.20所示的区域G 上服从均匀分布,试求(X, Y)的联合概率密度及边缘概率密度.12153101434求二维随机变量(X ,Y )的联合分布律. 解 由独立性,计算如下表46. 设X123Y函数为 求边缘概率密度()X f x 与()Y f y ,并判断随机变量X 与Y 是否相互独立.解 先计算()X f x , 当x <1时, ()0X f x =当x ≥1时,113331222()1y y X f x e dy e x x x+∞--+∞-===⎰再计算()Y f y , 当y <1时, ()0Y f y =当y ≥1时,11132121()1y y y Y f y e dx e e x x+∞---+∞-===⎰可见, (,)()()X Y f x y f x f y =, 所以随机变量X, Y 相互独立49. 设二维随机变量(X ,Y )的联合分布函数为求边缘概率密度()X f x 与()Y f y ,并判断随机变量X 与Y因此, 得Z 的密度函数为: 51. 设随机变量X 和Y 独立,X ~2()N μ,σ,Y 服从[-b ,b ](b>0)上的均匀分布,求随机变量Z =X +Y 的分布密度. 解 解法一 由题意,令)/,,[,],z y a t dy dt y b b σσ--==-∈-(则 解法二 52. 设X 服从参数为12的指数分布,Y 服从参数为13的指数分布,且X 与Y 独立,求Z =X +Y 的密度函数. 解 由题设,X ~12120,0(),0X xx f x e x -≤⎧⎪=⎨>, Y ~13130,0(),0Y xx f y e x -≤⎧⎪=⎨> P(Z=2)=P(X=2,Y=0) + P(X=0,Y=2) + P(X=1,Y=1) = 0.19 P(Z=3)=P(X=3,Y=0) + P(X=1,Y=2) + P(X=2,Y=1) = 0.35 P(Z=4)=P(X=2,Y=2) + P(X=3,Y=1) = 0.28 P(Z=5)=P(X=3,Y=2) = 0.12U∈{0,1,2,3}同理,V=min(X,Y)的分布分别如下V∈{0,1,2}第三章 随机变量的数字特征1. 随机变量X 的分布列为X -1 0 1212P13161611214求E(X),E(-X +1),E(X 2) 解111111136261243()1012E X =-⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=5. 设随机变量X 的密度函数为 求E(2X),E(2x e -). 解(2)2()2x E X xf x dx xe dx ∞∞--∞==⎰⎰6. 对球的直径作近似测量,其值均匀分布在区间[a ,b ]上,求球的体积的数学期望.解 由题意,球的直接D~U(a,b), 球的体积V=()3432D π因此,341()()32bax E V Vf x dx dx b aπ∞-∞⎛⎫== ⎪-⎝⎭⎰⎰ 7. 设随机变量X ,Y 的密度函数分别为 求E(X +Y),E(2X -3Y 2). 解()()()E X Y E X E Y +=+8. 设随机函数X 和Y 相互独立,其密度函数为E(X 1+X 2+…+X 12)=12E(X) = 42D(X 1+X 2+…+X 12) =D(X 1)+D(X 2)+…+D(X 12)=12D(X)=35 12. 将n 只球(1~n 号)随机地放进n 只盒子(1~n 号)中去,一只盒子装一只球,将一只球装入与球同号码的盒子中,称为一个配对,记X 为配对的个数,求E(X), D(X).解 (1)直接求X 的分布律有些困难,我们引进新的随机变量X k1,0,k k X k ⎧=⎨⎩第只球装入第k 号盒子第只球没装入第k 号盒子,则有:1nkk X X ==∑,X k 服0-1分布因此:11(0)11,(1),kk P X p P X p n n==-=-===解 由切比雪夫不等式, 取27.5, 2.5==εσ, 得 22.52(()7.5)7.545P X E X -≥≤=.16. 在每次试验中,事件A 发生的概率为0.5,如果作100次独立试验,设事件A 发生的次数为X ,试利用切比雪夫不等式估计X 在40到60之间取值的概率解由题意,X~B(100,0.5), 则E(X) = np = 50, D(X) = npq = 25根据切比雪夫不等式, 有253=-=.1100417.设连续型随机变量X的一切可能值在区间[a,b]内,其密度函数为()f x,证明:(1)a≤E(X)≤b;XY矩阵.解由题设,E(XY) = 0×0×0.1+0×1×0.2+1×0×0.3+1×1×0.4 = 0.4cov(X,Y) = E(XY)?E(X)E(Y) = 0.4?0.6×0.7 = ?0.02协方差矩阵为19.设二维随机变量(X,Y)的分布律为X-1 01Y-1 18 1818 0 18 01821. 已知随机变量(X, Y)服从正态分布,且E(X)=E(Y)=0,D(X)=16,D(Y)=25,cov(X,Y)=12,求(X, Y)的密度函数.解 由题意, 123205===ρ则密度函数为22.设随机变量X和Y相互独立,且E(X)=E(Y)=0,D(X)=D(Y)=1,试求E((X+Y)2).解()()22222+=++=++E X Y E X Y XY E X E Y E XY()2()()(2)由于()()222222-=-=D(X)=E(X)E(X)E(X)=1,D(Y)=E(Y)E(Y)E(Y)=1因此有23.设随机变量X和Y的方差分别为25,36,相关系数为0.4,试求D(X+Y),D(X-Y).第四章 大数定律与中心极限定理1. 设X i ,i =1,2,…,50是相互独立的随机变量,且它们都服从参数为?=0.02的泊松分布. 记X =X 1+X 2+…+X 50,试利用中心限定理计算P(X ≥2). 解 由题意,E(X i ) = D(X i ) = ????????,501ii X X ==∑????????由中心极限定理???1X ==-近似服从标准正态分布解 设X i 表示一部分的长度, i=1, 2, …, 10. 由于X 1, X 2, …, X 10相互独立, 且E(X i ) =2, D(X i )=0.052, 根据独立同分布中心极限定理,随机变量1011(2)(20)0.158kkX X=-=-近似地服从标准正态分布.于是4.计算机在进行加法时,对每个加数取整(取为最接近于它的整数),设所有的取整误差是相互独立的,且它们都在(-0.5, 0.5)上服从均匀分布.查表得=1.645,解得:n=443即443个数相加可使误差总和绝对值小于10的概率为0.05的概率5.为了确定事件A的概率,进行了一系列试验. 在100次试验中,事件A发生了36次,如果取频率0.36作为事件A的概率p的近似值,求误差小于0.05的概率.解(删除)6.一个复杂系统由10000个相互独立的部件组成,在系统运行期间,每个部件损坏的概率为0.1,又知为使系统正常运行,至少有89%的部件工作.(1)求系统的可靠度(系统正常运行的概率);(2)上述系统由n个相互独立的部件组成,而且要求至问该单位总机要安装多少条外线才能以90%以上的概率保证分机使用外线时不等待?解设X为某时刻需要使用外线的户数(分机数),显然X~(200, 0.05),E(X) = np = 10, D(X) = np(n-p) = 9.5.设k是为要设置的外线的条数,要保证每个要使用外线的用户能够使用上外线,必须有k≥X. 根据题意应有:这里n=200,较大,可使用中心极限定理,近似地有X~N(10, 9.5):1.29,13.97k ≥≥, 取k = 14即至少14条外线时,才能保证要使用外线的用户都能使用外线的概率大于95%.8. 设μn 为n 重伯努利试验中成功的次数,p 为每次成功的概率,当n 充分大时,试用棣莫弗-拉普拉斯定律证明6的概率保证其中良种的比例与16相差多少?这时相应的良种粒数落在哪个范围?解 设X 为6000粒种子中良种粒数,设所求的差异为p, 则所求的概率为:因为,X ~ B(6000, 1/6), E(X) = np = 1000, D(X) = np(1-p)= 2500/3, 由棣莫弗-拉普拉斯定理,有因此0.995Φ=查表可得 2.575,=解得0.0124p==由于0.0124600074⨯=所以, 良种的粒数大约落在区间(926, 1074)之间.第五章 数理统计的基本概念1. 在总体N(52,632)中随机抽取一容量为36的样本,求样本均值X 落在50.8到53.8之间的概率. 解 由题意,由定理1 (1),~(0,1)N = 2. 在总体N(80,202)中随机抽取一容量为100的样本,求样本均值与总体均值的绝对值大于3的概率是多少? 解 这里总体均值为?=80, ?=20, n=100, 由定理1(1)1936,1697,3030,2424,2020,2909,1815,2020,2310.采用下面简化计算法计算样本均值和样本方差. 即先作变换2000i i y x =-,再计算y 与2y S ,然后利用第5题中的公式获得x 和2x S 的数值.解做变换后,得到的样本值为:-61,-303,1030,424,20,-91,-185,20,3107.某地抽样调查了1995年6月30个工人月工资的数据,试画出它们的直方图,然后利用组中间值给出经验分布函数.440 444 556 430 380 420 500 430 420 384合计:30 1由于第6组与第9组频数为0,可将其与下一组合并。
魏宗舒版《概率论与数理统计教程》课后习题解答[1]
第一章1.1 (1)10件产品中有1件是不合格品,从中任取2件得1件不合格品。
(2)一个口袋中有2个白球、3个黑球、4个红球,从中任取一球,(ⅰ)得白球,(ⅱ)得红球。
解 (1)记9个合格品分别为 921,正正正,, ,记不合格为次,则,,,,,,,,,)()()(){(1913121次正正正正正正正 =Ω,,,,,,,,,)()()()(2924232次正正正正正正正 ,,,,,,,)()()(39343次正正正正正 )}()()(9898次正次正正正,,,,,,=A ){(1次正,,,,)(2次正)}(9次正,,(2)记2个白球分别为1ω,2ω,3个黑球分别为1b ,2b ,3b ,4个红球分别为1r ,2r ,3r ,4r 。
则=Ω{1ω,2ω,1b ,2b ,3b ,1r ,2r ,3r ,4r }(ⅰ) =A {1ω,2ω} (ⅱ) =B {1r ,2r ,3r ,4r }1.2 在数学系的学生中任选一名学生,令事件A 表示被选学生是男生,事件B 表示被选学生是三年级学生,事件C 表示该生是运动员。
(1) 叙述C AB 的意义。
(2)在什么条件下C ABC =成立?(3)什么时候关系式B C ⊂是正确的?(4) 什么时候B A =成立?解 (1)事件C AB 表示该是三年级男生,但不是运动员。
(2) C ABC = 等价于AB C ⊂,表示全系运动员都有是三年级的男生。
(3)当全系运动员都是三年级学生时。
(4)当全系女生都在三年级并且三年级学生都是女生时`。
1.3 一个工人生产了n 个零件,以事件i A 表示他生产的第i 个零件是合格品(n i ≤≤1)。
用i A 表示下列事件:(1)没有一个零件是不合格品;(2)至少有一个零件是不合格品;(3)仅仅只有一个零件是不合格品;(4)至少有两个零件是不合格品。
解 (1) n i i A 1=; (2) n i i n i i A A 11===; (3) n i n ij j j i A A 11)]([=≠=;(4)原事件即“至少有两个零件是合格品”,可表示为 nj i j i j i A A ≠=1,;1.4 证明下列各式:(1)A B B A ⋃=⋃;(2)A B B A ⋂=⋂(3)=⋃⋃C B A )()(C B A ⋃⋃;(4)=⋂⋂C B A )()(C B A ⋂⋂(5)=⋂⋃C B A )(⋃⋂)(C A )(C B ⋂(6) ni i n i i A A 11===证明 (1)—(4)显然,(5)和(6)的证法分别类似于课文第10—12页(1.5)式和(1.6)式的证法。
第三版详细《概率论与数理统计》课后习题答案._
习题一:1.1 写出下列随机试验的样本空间:(1) 某篮球运动员投篮时, 连续5 次都命中, 观察其投篮次数; 解:连续5 次都命中,至少要投5次以上,故}{ ,7,6,51=Ω; (2) 掷一颗匀称的骰子两次, 观察前后两次出现的点数之和; 解:}{12,11,4,3,22 =Ω; (3) 观察某医院一天内前来就诊的人数;解:医院一天内前来就诊的人数理论上可以从0到无穷,所以}{ ,2,1,03=Ω;(4) 从编号为1,2,3,4,5 的5 件产品中任意取出两件, 观察取出哪两件产品; 解:属于不放回抽样,故两件产品不会相同,编号必是一大一小,故: ()}{;51,4≤≤=Ωj i j i (5) 检查两件产品是否合格;解:用0 表示合格, 1 表示不合格,则()()()()}{1,1,0,1,1,0,0,05=Ω;(6) 观察某地一天内的最高气温和最低气温(假设最低气温不低于T1, 最高气温不高于T2); 解:用x 表示最低气温, y 表示最高气温;考虑到这是一个二维的样本空间,故: ()}{216,T y x T y x ≤≤=Ω ;(7) 在单位圆内任取两点, 观察这两点的距离; 解:}{207 x x =Ω;(8) 在长为l 的线段上任取一点, 该点将线段分成两段, 观察两线段的长度. 解:()}{l y x y x y x =+=Ω,0,0,8 ; 1.2(1) A 与B 都发生, 但C 不发生; C AB ;(2) A 发生, 且B 与C 至少有一个发生;)(C B A ⋃; (3) A,B,C 中至少有一个发生; C B A ⋃⋃;(4) A,B,C 中恰有一个发生;C B A C B A C B A ⋃⋃; (5) A,B,C 中至少有两个发生; BC AC AB ⋃⋃; (6) A,B,C 中至多有一个发生;C B C A B A ⋃⋃;(7) A;B;C 中至多有两个发生;ABC(8) A,B,C 中恰有两个发生.C AB C B A BC A ⋃⋃ ; 注意:此类题目答案一般不唯一,有不同的表示方式。
概率论与数理统计答案完整版
概率论与数理统计答案 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】习题答案第1章三、解答题1.设P (AB ) = 0,则下列说法哪些是正确的 (1) A 和B 不相容; (2) A 和B 相容; (3) AB 是不可能事件; (4) AB 不一定是不可能事件; (5) P (A ) = 0或P (B ) = 0 (6) P (A – B ) = P (A ) 解:(4) (6)正确.2.设A ,B 是两事件,且P (A ) = ,P (B ) = ,问: (1) 在什么条件下P (AB )取到最大值,最大值是多少 (2) 在什么条件下P (AB )取到最小值,最小值是多少 解:因为)()()()(B A P B P A P AB P -+≤,又因为)()(B A P B P ≤即.0)()(≤-B A P B P 所以(1) 当)()(B A P B P =时P (AB )取到最大值,最大值是)()(A P AB P ==.(2) 1)(=B A P 时P (AB )取到最小值,最小值是P (AB )=+=. 3.已知事件A ,B 满足)()(B A P AB P =,记P (A ) = p ,试求P (B ).解:因为)()(B A P AB P =,即)()()(1)(1)()(AB P B P A P B A P B A P AB P +--=-== ,所以 .1)(1)(p A P B P -=-=4.已知P (A ) = ,P (A – B ) = ,试求)(AB P .解:因为P (A – B ) = ,所以P (A )– P(AB ) = , P(AB ) = P (A )– , 又因为P (A ) = ,所以P(AB ) =– =,6.0)(1)(=-=AB P AB P .5. 从5双不同的鞋子种任取4只,问这4只鞋子中至少有两只配成一双的概率是多少 解:显然总取法有410C n=种,以下求至少有两只配成一双的取法k :法一:分两种情况考虑:15C k=24C 212)(C +25C 其中:2122415)(C C C 为恰有1双配对的方法数法二:分两种情况考虑:!2161815C C C k ⋅⋅=+25C其中:!2161815C C C ⋅⋅为恰有1双配对的方法数法三:分两种情况考虑:)(142815C C C k-=+25C其中:)(142815C C C -为恰有1双配对的方法数法四:先满足有1双配对再除去重复部分:2815C C k=-25C法五:考虑对立事件:410C k=-45C 412)(C其中:45C 412)(C 为没有一双配对的方法数法六:考虑对立事件:!4141618110410C C C C C k ⋅⋅⋅-=其中:!4141618110C C C C ⋅⋅⋅为没有一双配对的方法数所求概率为.2113410==C k p6.在房间里有10个人,分别佩戴从1号到10号的纪念章,任取3人记录其纪念章的号码.求: (1) 求最小号码为5的概率; (2) 求最大号码为5的概率.解:(1) 法一:12131025==C C p ,法二:1213102513==A A C p (2) 法二:20131024==C C p ,法二:2013102413==A A C p 7.将3个球随机地放入4个杯子中去,求杯子中球的最大个数分别为1,2,3的概率. 解:设M 1, M 2, M 3表示杯子中球的最大个数分别为1,2,3的事件,则834)(3341==A M P , 1694)(324232=⨯=A C M P , 1614)(3143==C M P8.设5个产品中有3个合格品,2个不合格品,从中不返回地任取2个,求取出的2个中全是合格品,仅有一个合格品和没有合格品的概率各为多少解:设M 2, M 1, M 0分别事件表示取出的2个球全是合格品,仅有一个合格品和没有合格品,则3.0)(25232==C C M P ,6.0)(2512131==C C C M P ,1.0)(25221==C C M P 9.口袋中有5个白球,3个黑球,从中任取两个,求取到的两个球颜色相同的概率.解:设M 1=“取到两个球颜色相同”,M 1=“取到两个球均为白球”,M 2=“取到两个球均为黑球”,则φ==2121M M M M M 且.所以.2813C C C C )()()()(282328252121=+=+==M P M P M M P M P10. 若在区间(0,1)内任取两个数,求事件“两数之和小于6/5”的概率.解:这是一个几何概型问题.以x 和y 表示任取两个数,在平面上建立xOy 直角坐标系,如图. 任取两个数的所有结果构成样本空间 = {(x ,y ):0 x ,y 1} 事件A =“两数之和小于6/5”= {(x ,y ) : x + y 6/5} 因此2517154211)(2=⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-=Ω=的面积的面积A A P . 图11.随机地向半圆220x ax y -<<(a 为常数)内掷一点,点落在半圆内任何区域的概率与区域的面积成正比,求原点和该点的连线与x 轴的夹角小于4π的概率. 解:这是一个几何概型问题.以x 和y 表示随机地向半圆内掷一点的坐标,表示原点和该点的连线与x 轴的夹角,在平面上建立xOy 直角坐标系,如图.随机地向半圆内掷一点的所有结果构成样本空间 ={(x ,y ):220,20x ax y a x -<<<<}事件A =“原点和该点的连线与x 轴的夹角小于4π” ={(x ,y ):40,20,202πθ<<-<<<<x ax y a x }因此211214121)(222+=+=Ω=πππa aa A A P 的面积的面积.12.已知21)(,31)(,41)(===B A P A B P A P ,求)(B A P . 解:,1213141)()()(=⨯==A B P A P AB P ,6121121)|()()(=÷==B A P AB P B P 13.设10件产品中有4件不合格品,从中任取两件,已知所取两件产品中有一件是不合格品,则另一件也是不合格品的概率是多少解:题中要求的“已知所取两件产品中有一件是不合格品,则另一件也是不合格品的概率”应理解为求“已知所取两件产品中至少有一件是不合格品,则两件均为不合格品的概率”。
《概率论与数理统计》课后习题解答
《概率论与数理统计》课后习题解答习题一3.设A ,B ,C 表示三个事件,用A ,B ,C 的运算关系表示下列各事件:(1)A 发生,B 与C 不发生; (2)A 与B 都发生,而C 不发生; (3)A ,B ,C 都发生; (4)A ,B ,C 都不发生;(5)A ,B ,C 中至少有一个发生; (6)A ,B ,C 中恰有一个发生; (7)A ,B ,C 中至少有两个发生; (8)A ,B ,C 中最多有一个发生.解:(1)C B A ; (2)C AB ; (3)ABC ; (4)C B A ;(5)C B A ; (6)C B A C B A C B A ++; (7)BC AC AB ; (8)BC AC AB 或C B C A B A .5.在房间里有10个人,分别佩戴从1号到10号的纪念章,任选3人记录其纪念章的号码.(1)求最小的号码为5的概率; (2)求最大的号码为5的概率.解:设事件A 表示“最小的号码为5”,事件B 表示“最大的号码为5”,由概率的古典定义得(1)121)(31025==C C A P ;(2)201)(31024==C C B P .6.一批产品共有200件,其中有6件废品,求:(1)任取3件产品恰有1件是废品的概率; (2)任取3件产品没有废品的概率; (3)任取3件产品中废品不少于2件的概率.解:设事件i A 表示“取出的3件产品中恰有i 件废品”)3,2,1,0(=i ,由概率的古典定义得(1)0855.0)(32002194161≈=C C C A P ;(2)9122.0)(320031940≈=CC A P ;(3)0023.0)(32003611942632≈+=+CC C C A A P .8.从0,1,2,…,9这十个数字中任意取出三个不同的数字,求下列事件的概率:A 表示“这三个数字中不含0和5”; B表示“这三个数字中包含0或5”;C 表示“这三个数字中含0但不含5”. 解:由概率的古典定义得157)(31038==CC A P ;158)(1)(=-=A P B P ;307)(31028==CC C P9.已知5.0)(=A P ,6.0)(=B P ,8.0)(=A B P ,求)(AB P 和)(B A P .解:4.08.05.0)|()()(=⨯==A B P A P AB P)]()()([1)(1)()(AB P B P A P B A P B A P B A P -+-=-==3.0)4.06.05.0(1=-+-=10.已知4.0)(=B P ,6.0)(=B A P ,求)(B A P .解:314.014.06.0)(1)()()()()(=--=--==B P B P B A P B P B A P B A P11.某种品牌电冰箱能正常使用10年的概率为9.0,能正常使用15年的概率为3.0,现某人购买的该品牌电冰箱已经正常使用了10年,问还能正常用到15年的概率是多少?解:设事件B A ,分别表示“该品牌电冰箱能正常使用10,15年”,依题可知3.0)()(,9.0)(===B P AB P A P ,则所求的概率为319.03.0)()()|(===A P AB P A B P12.某人忘记了电话号码的最后一个数字,因而他随意地拨最后一个号码.(1)求他拨号不超过三次而接通的概率;(2)若已知最后一个数字是奇数,那么他拨号不超过三次而接通的概率又是多少?解:设事件A 分别表示“他拨号不超过三次而接通”,事件B 分别表示“最后一个数字是奇数”,则所求的概率为(1)103819810991109101)(=⨯⨯+⨯+=A P (2)53314354415451)|(=⨯⨯+⨯+=B A P13.一盒里有10个电子元件,其中有7个正品,3个次品.从中每次抽取一个,不放回地连续抽取四次,求第一、第二次取得次品且第三、第四次取得正品的概率.解:设事件i A 表示“第i 次取得次品”(4,3,2,1=i ),则所求的概率为)|()|()|()()(32142131214321A A A A P A A A P A A P A P A A A A P =201768792103=⨯⨯⨯=14.一仓库中有10箱同种规格的产品,其中由甲、乙、丙三厂生产的分别有5箱、3箱、2箱,三厂产品的次品率依次为1.0,2.0,3.0,从这10箱中任取 一箱,再从这箱中任取一件产品,求取得正品的概率.解:设事件321,,A A A 分别表示“产品是甲,乙,丙厂生产的”,事件B 表示“产品是正品”,显然,事件321,,A A A 构成一个完备事件组,且2.0102)(,3.0103)(,5.0105)(321======A P A P A P7.03.01)|(,8.02.01)|(,9.01.01)|(321=-==-==-=A B P A B P A B P由全概率公式得83.07.02.08.03.09.05.0)|()()(31=⨯+⨯+⨯==∑=i iiA B P A P B P15.甲、乙、丙三门高炮同时独立地各向敌机发射一枚炮弹,它们命中敌机的概率都是2.0.飞机被击中1弹而坠毁的概率为1.0,被击中2弹而坠毁的概率为5.0,被击中3弹必定坠毁.(1)求飞机坠毁的概率;(2)已知飞机已经坠毁,试求它在坠毁前只被命中1弹的概率.解:设事件i A 表示“飞机被击中i 弹而坠毁”)3,2,1(=i ,事件B 表示“飞机坠毁”,显然,事件321,,A A A 构成一个完备事件组,由二项概率公式计算得008.0)2.0()(,096.0)8.0()2.0()(,384.0)8.0()2.0()(33331223221131======C A P C A P C A P 1)|(,5.0)|(,1.0)|(321===A B P A B P A B P(1)由全概率公式得0944.01008.05.0096.01.0384.0)|()()(31=⨯+⨯+⨯==∑=i iiA B P A P B P(2)由贝叶斯公式得407.00944.01.0384.0)|()()|()()|(31111≈⨯==∑=i iiA B P A P A B P A P B A P16.设甲袋中装有5个红球,4个白球;乙袋中装有4个红球,5个白球.先从甲袋中任取2个球放入乙袋中,然后从乙袋中任取一个球,求取到是白球的概率.解:设事件i A 表示“从甲袋取出的2个球中有i 个白球”)2,1,0(=i ,事件B 表示“从乙袋中取出的一个球是白球”,显然,事件321,,A A A 构成一个完备事件组,且29254)(CC C A P iii -=,115)|(i A B P i +=,)2,1,0(=i ,由全概率公式得5354.09953115)|()()(22925420==+⋅==∑∑=-=i iii i ii CC C A B P AP B P17.已知男子有%5是色盲患者,女子有%25.0是色盲患者.现在从男女人数相等的人群中随机地挑选一人,恰好是色盲患者,问此人是男性的概率是多少?解:设事件A 表示“此人是男性”,事件B 表示“此人是色盲患者”,显然,事件A A ,构成一个完备事件组,且5.0)()(==A P A P ,%25.0)|(%,5)|(==A B P A B P由贝叶斯公式得9524.02120%25.05.0%55.0%55.0)|()()|()()|()()|(≈=⨯+⨯⨯=+=A B P A P A B P A P A B P A P B A P18.设机器正常时生产合格品的概率为%98,当机器发生故障时生产合格品的概率为%30,而机器正常(即不发生故障)的概率为%95.某天,工人使用该机器生产的第一件产品是合格品,求机器是正常的概率.解:设事件A 表示“该机器正常”,事件B 表示“产品是合格品”,显然,事件A A ,构成一个完备事件组,且%30)|(%,98)|(%,5)(1)(%,95)(===-==A B P A B P A P A P A P由贝叶斯公式得984.0%30%5%98%95%98%95)|()()|()()|()()|(≈⨯+⨯⨯=+=A B P A P A B P A P A B P A P B A P19.三人独立地去破译一个密码,他们能够译出的概率分别是51,31,41,问能将密码译出的概率是多少?解:设事件C B A ,,分别表示“第一人,第二人,第三人破译出密码”,显然事件C B A ,,相互独立,且41)(,31)(,51)(===C P B P A P ,则所求的概率为53)411)(311)(511(1)()()(1)(=----=-=C P B P A P C B A P20.加工某一零件共需经过四道工序,设第一、二、三、四道工序的次品率分别是02.0,03.0,05.0和03.0.假设各道工序是互不影响的,求加工出来的零件的次品率.解:设事件i A 表示“第i 道工序加工出次品”)4,3,2,1(=i ,显然事件4321,,,A A A A 相互独立,且03.0)(,05.0)(,03.0)(,02.0)(4321====A P A P A P A P ,则所求的概率为)()()()(1)(43214321A P A P A P A P A A A A P -=124.0)03.01)(05.01)(03.01)(02.01(1=-----=21.设第一个盒子里装有3个蓝球,2个绿球,2个白球;第二个盒子里装有2个蓝球,3个绿球,4个白球.现在独立地分别从两个盒子里各取一个球.(1)求至少有一个蓝球的概率; (2)求有一个蓝球一个白球的概率;(3)已知至少有一个蓝球,求有一个蓝球一个白球的概率.解:设事件21,A A 表示“从第一个盒子里取出的球是篮球,白球”,事件21,B B 表示“从第二个盒子里取出的球是篮球,白球”,显然事件i A 与j B 相互独立)2,1;2,1(==j i ,且94)(,92)(,72)(,73)(2121====B P B P A P A P ,则所求的概率为(1)95)921)(731(1)()(1)(1111=---=-=+B P A P B A P ;(2)631692729473)()()()()(12211221=⨯+⨯=+=+B P A P B P A P B A B A P ;(3))()])([()](|)[(11111221111221B A P B A B A B A P B A B A B A P +++=++3516956316)()(111221==++=B A P B A B A P22.设一系统由三个元件联结而成(如图51-),各个元件独立地工作,且每个元件能正常工作的概率均为p (10<<p ).求系统能正常工作的概率.51-解:设事件i A 表示“第i 个元件正常工作”)3,2,1(=i ,事件B 表示“该系统正常工作”,显然,事件321,,A A A 相互独立,且p A P i =)(,则所求的概率为)()()()(])[()(32132313231321A A A P A A P A A P A A A A P A A A P B P -+===3232132312)()()()()()()(pp A P A P A P A P A P A P A P -=-+=24.一批产品中有%20的次品,进行放回抽样检查,共取5件样品.计算:(1)这5件样品中恰有2件次品的概率; (2)这5件样品中最多有2件次品的概率.解:设事件A 表示“该样品是次品”,显然,这是一个伯努利概型,其中%80)(%,20)(,5===A P A P n ,由二项概率公式有(1)2048.0%)80(%)20()2(32255==C P(2)942.0%)80(%)20()(25525==∑∑=-=k kk kk Ck P习题二2.离散型随机变量X 的概率函数为: (1)()2,1,2,,100;i P X i a i === (2)()2,1,2,,i P X i a i === 分别求(1)、(2)中a 的值。
概率论与数理统计第一章课后答案
习 题1.11.试判断下列试验是否为随机试验:(1)在恒力的作用下一质点作匀加速运动;(2)在5个同样的球(标号1,2,3,4,5,)中,任意取一个,观察所取球的标号;(3)在分析天平上称量一小包白糖,并记录称量结果.解(1)不是随机试验,因为这样的试验只有唯一的结果.(2)是随机试验,因为取球可在相同条件下进行,每次取球有5个可能的结果:1,2,3,4,5,且取球之前不能确定取出几号球.(3)是随机试验,因为称量可在相同条件下进行,每次称量的结果用x 表示,则有(,)x m m εε∈-+,其中m 为小包白糖的重量,ε为称量结果的误差限.易见每次称量会有无穷多个可能结果,在称量之前不能确定哪个结果会发生.2.写出下列试验的样本空间.(1)将一枚硬币连掷三次;(2)观察在时间 [0 ,t ] 内进入某一商店的顾客人数;(3)将一颗骰子掷若干次,直至掷出的点数之和超过2为止;(4)在单位圆内任取一点,记录它的坐标.解(1)Ω={(正正正),(正正反),(正反正),(反正正),(正反反),(反正反),(反反正),(反反反)};(2)Ω={0,1,2,3,……};(3)Ω={(3,4),(5,6),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6),(2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6),(1,1,1), (1,1,2),(1,1,3),(1,1,4),(1,1,5),(1,1,6)}.(4)在单位圆内任取一点,这一点的坐标设为(x ,y ),则x ,y 应满足条件22 1.x y +≤故此试验的样本空间为{}22(,)| 1.x y x y Ω=+≤3.将一颗骰子连掷两次,观察其掷出的点数.令A =“两次掷出的点数相同” ,B =“点数之和为10” ,C =“最小点数为4” .试分别指出事件A 、B 、C 以及A B 、ABC 、A C - 、C A - 、B C 各自含有的样本点.解A ={(1,1) ,(2,2) ,(3,3) ,(4,4) ,(5,5) ,(6,6)} ;B ={(4,6) ,(5,5) ,(6,4)};C ={(4,4) ,(4,5) ,(4,6) ,(5,4) ,(6,4)};{(1,1),(2,2),(3,3),(4,4),(5,5),(6,6),(4,6),(6,4)}A B =;ABC =∅AC ={(1,1),(2,2),(3,3),(5,5),(6,6)};C A -={(4,5),(4,6),(5,4),(6,4)};{(5,5)}.BC =4.在一段时间内,某电话交换台接到呼唤的次数可能是0次,1次,2次,… .记事件k A(k = 1 ,2 ,…)表示“接到的呼唤次数小于k ” ,试用k A 间的运算表示下列事件:(1) 呼唤次数大于2 ;(2) 呼唤次数在5到10次范围内;(3) 呼唤次数与8的偏差大于2 .解 (1) 3A ;(2) 115A A -;(3) 611A A .5.试用事件A 、B 、C 及其运算关系式表示下列事件:(1)A 发生而B 不发生;(2)A 不发生但B 、C 至少有一个发生;(3)A 、B 、C 中只有一个发生;(4) A 、B 、C 中至多有一个发生;(5)A 、B 、C 中至少有两个发生;(6)A 、B 、C 不同时发生.解 (1)AB ;(2)()A B C ;(3) ABC ABC A BC ; (4) AB A C BC ; (5)AB BC AC ; (6) ABC6.在某大学金融学院的学生中任选一名学生.若事件A 表示被选学生是女生,事件B 表示该生是大学二年级学生,事件C 表示该生是运动员.(1)叙述ABC 的意义.(2)在什么条件下ABC C =成立?(3)在什么条件下A B ⊂成立?解(1)该生是二年级女生,但非运动员.(2)全学院运动员都是二年级女生.(3)全系男生都在二年级7.化简下列各事件:(1) ()A B A -; (2)()A B B -;(3)()A B A - ;(4)()A B B -(5)()()()A B A B A A ..解.(1) ()A B A A -=; (2) ()A B B A B -= ; (3) ()A B A A B -=- ;(4) ()A B B -=Φ; (5) ()()()()A B A B A B A A B AB ==.习题1.2 1.已知事件A 、B 、AB 的概率分别为0.4,0.3,0.6.求()P A B 解 由公式()()()()P A B P A P B P AB =+-及题设条件得()0.40.30.60.1P AB =+-=又 ()()()()0.40.10.3P AB P A B P A P AB =-=-=-=2.设1()()()4P A P B P C ===,()0P AB =,1()()16P AC P BC ==,求(1)A 、B 、C 中至少有一个发生的概率;(2)A 、B 、C 都不发生的概率。
《概率论与数理统计》课后习题答案2
1. 试分别给出随机变量的可能取值为可列、有限的实例.解 用X 表示一个电话交换台每小时收到呼唤的次数,X 的全部可能取值为可列的 0,1,2,3,…,;用Y 表示某人掷一枚骰子出现的点数,Y 的全部可能取值为有限个 1,2,3,4,5,6 ;2. 试给出随机变量的可能取值至少充满一个实数区间的实例.解 用X 表示某灯泡厂生产的灯泡寿命(以小时记),X 的全部可能取值为区间 (0,+∞)3. 设随机变量X 的分布函数()F x 为()F x = 2 1, >20, 2A x xx ⎧-⎪⎨⎪≤⎩ 确定常数A 的值,计算(04)P X ≤≤.解 由(20)(2),F F +=可得10, =44AA -= (04)(04)(4)(0)0.75P X P X F F ≤≤=<≤=-=.4.试讨论:A 、B 取何值时函数()arctan3xF x A B =+ 是分布函数. 解 由分布函数的性质,有()()0,1F F -∞=+∞=,可得0,211,,21,2A B A B A B πππ⎧⎛⎫+-= ⎪⎪⎪⎝⎭⇒==⎨⎛⎫⎪+= ⎪⎪⎝⎭⎩于是()11arctan ,.23xF x x π=+-∞<<+∞1.设10个零件中有3个不合格. 现任取一个使用,若取到不合格品,则丢弃重新抽取一个,试求取到合格品之前取出的不合格品数X 的概率分布.解 由题意知,X 的取值可以是0,1,2,3.而X 取各个值的概率为{}{}70,103771,10930P X P X ====⨯= {}{}32772,1098120321713.10987120P X P X ==⨯⨯===⨯⨯⨯= 因此X 的概率分布为012 377711030120120X ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦2.从分别标有号码1 ,2 ,… ,7的七张卡片中任意取两张, 求余下的卡片中最大号码的概率分布.解 设X 为余下的卡片的最大号码 ,则X 的可能取值为5、6、7,且1{5}21P X ==5{6}21P X ==15{7}21P X ==即所求分布为567 1515212121X ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 3.某人有n 把外形相似的钥匙,其中只有1把能打开房门,但他不知道是哪一把,只好逐把试开.求此人直至将门打开所需的试开次数的概率分布.解 设此人将门打开所需的试开次数为X ,则X 的取值为1,2,3,...,k n =,事件{}{}1X k k k ==-前次未打开,第次才打开,且{}11P X n ==, {}11121n P X n n n-==⋅=-,… …,{}()121112111,2,....,n n n k P X k n n n k n k k n n ---+==⋅⋅⋅⋅--+-+== 故所需试开次数的分布为12~111X n nn ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦ ... n .... 4.随机变量X 只取1 、2 、3共三个值,并且取各个值的概率不相等且组成等差数列,求X 的概率分布.解 设{}{}{}1,2,3P X a P X b P X c ======,则由题意有1a b c c b b a ++=⎧⎨-=-⎩解之得2313a c b ⎧+=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩设三个概率的公差为d ,则11,33a d c d =-=+,即X 的概率分布为 12 3111333X d d⎡⎤⎢⎥⎢⎥-+⎢⎥⎣⎦,103d << 5.设随机变量X 的全部可能取值为1 ,2 ,… ,n ,且()P X k = 与k 成正比,求X 的概率分布.解 由题意,得{}() 1,2,,k P X k p ck k n ====其中c 是大于0的待定系数.由11nkk p==∑,有12....1nk k cp c c n c ==+++=∑ 即()112n n c +=,解之得 ()21c n n =+.把()21c n n =+代入k p ,可得到X 的概率分布为{}()2,1,2,...,.1kP X k k n n n ===+6.一汽车沿街道行驶时须通过三个均设有红绿灯的路口.设各信号灯相互独立且红绿两种信号显示的时间相同,求汽车未遇红灯通过的路口数的概率分布.解 设汽车未遇红灯通过的路口数为X ,则X 的可能值为0,1,2,3.以()1,2,3i A i =表示事件“汽车在第i 个路口首次遇到红灯”,则123,,A A A 相互独立,且()()1,1,2,32i i P A P A i ===.对0,1,2,3k =,有{}()1102P X P A ==={}()()()1212211142P X P A A P A P A ===== {}()123311282P X P A A A ==== {}()123311382P X P A A A ==== 所以汽车未遇红灯通过的路口数的概率分布为012 311112488X ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦7.将一颗骰子连掷若干次,直至掷出的点数之和超过3为止.求掷骰子次数的概率分布.解 设掷骰子次数为X ,则X 可能取值为1,2,3,4,且31{1}62P X === 141515{2}6666612P X ==⨯+⨯+=;115111117{3}6666666216P X ==⨯⨯+⨯+⨯=; 1111{4}666216P X ==⨯⨯=所以掷骰子次数X 的概率分布为123 415171212216216X ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 8.设X 的概率分布为试求(1)X 的分布函数并作出其图形;(2) 计算{11}P X -≤≤ ,{0 1.5}P X ≤≤ ,{2}P X ≤ . 解(1)由公式 (){}()k kx xF X P X x p x ≤=≤=-∞<<+∞∑,得()0,00.2,010.5,120.6,231,3x x F X x x x <⎧⎪≤<⎪⎪=≤<⎨⎪≤<⎪≥⎪⎩(2) {}11(1)(10)0.500.5P X F F -≤≤=---=-= {}0 1.5(1.5)(00)0.500.5P X F F ≤≤=--=-={}2(2)0.6P X F ≤==9.设随机变量X 的分布函数为010.210()0.70212x x F x x x <-⎧⎪-≤<⎪=⎨≤<⎪⎪≥⎩,,,,试求(1) 求X 的概率分布;(2) 计算1322P X ⎧⎫-<≤⎨⎬⎩⎭,{1}P X ≤- ,{03}P X ≤< ,{1|0}P X X ≤≥解 (1)对于离散型随机变量,有{}()()0P X k F k F k ==--,因此,随机变量X 的概率分布为10 2 0.20.50.3X -⎡⎤⎢⎥⎣⎦ (2) 由分布函数计算概率,得13310.52222P X F F ⎧⎫⎛⎫⎛⎫-<≤=--=⎨⎬ ⎪ ⎪⎩⎭⎝⎭⎝⎭;{}()110.2P X F ≤-=-=;{}()0330(00)10.20.8P X F F ≤<=---=-=; {}{}{}{}{}1,0100010.50.625.00.8P X X P X X P X P X P X ≤≥≤≥=≥≤≤===≥10.已知随机变量X 服从0—1分布,并且{0}P X ≤=0.2,求X 的概率分布 . 解 X 只取0与1两个值,{0}P X =={0}P X ≤-{0}P X <=0.2,{1}1{0}0.8P X P X ==-==11.已知{}P X n == nP ,n =1,2,3,⋯,求P 的值 .解 因为1{}1,n P X n ∞===∑ 有 11=,1n n pp p∞==-∑解此方程,得0.5p =. 12.商店里有5名售货员独立地售货.已知每名售货员每小时中累计有15分钟要用台秤.(1) 求在同一时刻需用台秤的人数的概率分布;(2) 若商店里只有两台台秤,求因台秤太少而令顾客等候的概率.解 (1) 由题意知,每名售货员在某一时刻使用台秤的概率为150.2560p ==, 设在同一时刻需用台秤的人数为X , 则()~5,0.25X B , 所以{}550.250.75(0,1,2,3,4,5)kk k P X k C k -===(2) 因台秤太少而令顾客等候的概率为{}{}55553320.250.75k k k k k P X P X k C -==>===∑∑332445550.250.750.250.750.250.1035C C =++≈13.保险行业在全国举行羽毛球对抗赛,该行业形成一个羽毛球总队,该队是由各地区的部分队员形成.根据以往的比赛知,总队羽毛球队实力较甲地区羽毛球队强,但同一队中队员之间实力相同,当一个总队运功员与一个甲地区运动员比赛时,总队运动员获胜的概率为0.6,现在总队、甲队双方商量对抗赛的方式,提出三种方案:(1)双方各出3人; (2)双方各出5人; (3)双方各出7人.3种方案中得胜人数多的一方为胜利.问:对甲队来说,哪种方案有利?解 设以上三种方案中第i 种方案甲队得胜人数为(1,2,3),i X i =则上述3种方案中,甲队胜利的概率为(1){}331322(0.4)(0.6)0.352k k k k P X C -=≥=≈∑(2){}552533(0.4)(0.6)0.317k k k k P X C -=≥=≈∑(3){}773744(0.4)(0.6)0.290kk k k P X C -=≥=≈∑因此第一种方案对甲队最为有利.这和我们的直觉是一致的。
(完整版)概率论与数理统计课后习题答案
·1·习 题 一1.写出下列随机试验的样本空间及下列事件中的样本点: (1)掷一颗骰子,记录出现的点数. A =‘出现奇数点’; (2)将一颗骰子掷两次,记录出现点数. A =‘两次点数之和为10’,B =‘第一次的点数,比第二次的点数大2’; (3)一个口袋中有5只外形完全相同的球,编号分别为1,2,3,4,5;从中同时取出3只球,观察其结果,A =‘球的最小号码为1’;(4)将,a b 两个球,随机地放入到甲、乙、丙三个盒子中去,观察放球情况,A =‘甲盒中至少有一球’;(5)记录在一段时间内,通过某桥的汽车流量,A =‘通过汽车不足5台’,B =‘通过的汽车不少于3台’。
解 (1)123456{,,,,,}S e e e e e e =其中i e =‘出现i 点’1,2,,6i =,135{,,}A e e e =。
(2){(1,1),(1,2),(1,3),(1,4),(1,5),(1,6)S = (2,1),(2,2),(2,3),(2,4),(2,5),(2,6) (3,1),(3,2),(3,3),(3,4),(3,5),(3,6) (4,1),(4,2),(4,3),(4,4),(4,5),(4,6)(5,1),(5,2),(5,3),(5,4),(5,5),(5,6) (6,1),(6,2),(6,3),(6,4),(6,5),(6,6)}; {(4,6),(5,5),(6,4)}A =; {(3,1),(4,2),(5,3),(6,4)}B =。
(3){(1,2,3),(2,3,4),(3,4,5),(1,3,4),(1,4,5),(1,2,4),(1,2,5)S =(2,3,5),(2,4,5),(1,3,5)}{(1,2,3),(1,2,4),(1,2,5),(1,3,4),(1,3,5),(1,4,5)}A =(4){(,,),(,,),(,,),(,,),(,,),(,,),S ab ab ab a b a b b a =---------(,,),(,,,),(,,)}b a a b b a ---,其中‘-’表示空盒;{(,,),(,,),(,,),(,,),(,,)}A ab a b a b b a b a =------。
《概率论与数理统计》课后习题答案chapter1
13. 乘以什么常数将使变成概率密度函数? 解:令
即 即 14. 随机变量,其概率密度函数为
() 试求;若已知,求.
解:
, 若,由正态分布的对称性 可知 .
15. 设连续型随机变量的概率密度为 以表示对的三次独立重复试验中“”出现的次数,试求概率.
解: 。
16. 设随机变量服从[1,5]上的均匀分布,试求. 如果 (1); (2). 解:的概率密度为 (1) (2) 17. 设顾客排队等待服务的时间(以分计)服从的指数分布。某顾
(1)
(2) 3. 从家到学校的途中有3个交通岗,假设在各个交通岗遇到红灯的 概率是相互独立的,且概率均是0.4,设为途中遇到红灯的次数,试求 (1)的概率分布; (2) 的分布函数。 解: (1) 列成表格
(2) 4. 试求习题1.3中第11题的分布函数,并画出
的曲线。 解:
5. 设连续型随机变量的分布函数为 试求:(1)的值; (2); (3)概率密度函数.
7. 已知事件相互独立,求证与也独立。 证明:因为、、相互独立,
与独立。 8. 甲、乙、丙三机床独立工作,在同一段时间内它们不需要工人照
顾的概率分别为0.7,0.8和0.9,求在这段时间内,最多只有一台机床需 要工人照顾的概率。
解: 令分别表示甲、乙、丙三机床不需要工人照顾, 那么 令表示最多有一台机床需要工人照顾, 那么
4. 设自动生产线在调整以后出现废品的概率为p=0.1,当生产过程中 出现废品时立即进行调整,X代表在两次调整之间生产的合格品数,试 求
(1)的概率分布; (2)。 解: (1) (2) 5. 一张考卷上有5道选择题,每道题列出4个可能答案,其中有1个答 案是正确的。求某学生靠猜测能答对至少4道题的概率是多少? 解:因为学生靠猜测答对每道题的概率为,所以这是一个,的独立重 复试验。
概率论与数理统计(第三版)课后答案习题1[1]
1第一章 事件与概率1.写出下列随机试验的样本空间。
(1)记录一个班级一次概率统计考试的平均分数(设以百分制记分)。
(2)同时掷三颗骰子,记录三颗骰子点数之和。
(3)生产产品直到有10件正品为止,记录生产产品的总件数。
(4)对某工厂出厂的产品进行检查,合格的记上“正品”,不合格的记上“次品”,如连续查出2个次品就停止检查,或检查4个产品就停止检查,记录检查的结果。
(5)在单位正方形内任意取一点,记录它的坐标。
(6)实测某种型号灯泡的寿命,解 (1)},100,,1,0{n i ni ==Ω其中n 为班级人数(2)}18,,4,3{ =Ω (3)},11,10{ =Ω。
(4)=Ω{00,100,0100,0101,0110,1100,1010,1011,0111,1101,0111,1111},其中0表示次品,1表示正品。
(5)=Ω{(x,y)| 0<x<1,0<y<1}。
(6)=Ω{ t | t ≥ 0}。
2.设A ,B ,C 为三事件,用A ,B ,C 的运算关系表示下列各事件,。
(1)A 发生,B 与C 不发生。
(2)A 与B 都发生,而C 不发生。
(3)A ,B ,C 中至少有一个发生。
(4)A ,B ,C 都发生。
(5)A ,B ,C 都不发生。
(6)A ,B ,C 中不多于一个发生。
(7)A ,B ,C 至少有一个不发生。
(8)A ,B ,C 中至少有两个发生。
解 (1)C B A ,(2)C AB ,(3)C B A ++,(4)ABC ,(5)C B A , (6)C B C A B A ++或(7)C B A ++, (8)BC AC AB ++或ABC BC A C B A C AB ⋃⋃⋃3.指出下列命题中哪些成立,哪些不成立,并作图说明。
(1)B B A B A = (2)AB B A =(3)AB B A B =⊂则若, (4)若 A B B A ⊂⊂则,(5)C B A C B A = (6) 若Φ=AB 且A C ⊂, 则Φ=BC2解 : (1) 成立,因为B A B B B A B B A ==))((。
(全)概率论与数理统计答案(东华大学出版)
第二章 离散型随机变量及其分布律第二节 一维离散型随机变量及其分布律习题Page 551、 一个口袋里有6只球,分别标有数字-3、-3、1、1、1、2,从中任取一个球,用ξ表示所得球上的数字,求ξ的分布律。
解答:因为ξ只能取-3、1、2,且分别有2、3、1个,所以ξ的分布律为:ξ-3 1 2 {}i P x ξ=2/63/61/62、 在200个元件中有30个次品,从中任意抽取10个进行检查,用ξ表示其中的次品数,问ξ的分布律是什么?解答:由于200个元件中有30个次品,只任意抽取10个检查,因此10个元件中的次品数可能为0、1、2到10个。
当次品数ξ为k 时,即有k 个次品时,则有10-k 个正品。
所以:ξ的分布律为:103017010200{},0,1,,10k k C C P k k C ξ-===。
3、 一个盒子中有m 个白球,n m -个黑球,不放回地连续随机地从中摸球,直到取到黑球才停止。
设此时取到的白球数为ξ,求ξ的分布律。
解答:因为只要取到黑球就停止,而白球数只有m 个,因此在取到黑球之前,所取到的白球数只可能为0m 中的任意一个自然数。
设在取到黑球时取到的白球数ξ等于k ,则第1k +次取到是黑球,以i A 表示第i 次取到的是白球;_i A 表示第i 次取到的是黑球。
则ξ的分布律为:__12112111{}()()(|)(|)11,0,1,,11k k k k P k P A A A A P A P A A P A A A m m m k n m k mn n n k n kξ++===--+-=⋅⋅⋅⋅=--+-。
4、 汽车沿街道行驶,要通过3个有红绿灯的路口,信号灯出现什么信号相互独立,且红绿灯显示时间相等。
以ξ表示该车首次遇到红灯前已通过的路口数,求ξ的分布律。
解答:因为只有3个路口,因此ξ只可能取0、1、2、3,其中{3}ξ=表示没有碰到红灯。
以i A 表示第i 个路口是红灯,因红绿灯显示时间相等,所以()1/2i P A =,又因信号灯出现什么信号相互独立,所以123,,A A A 相互独立。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
P(B) P(A)P(B A) P(A)P(B A)
第 5 页 共 101 页
5
0.2 0.1
1 0.02702
0.8 0.9 0.2 0.1 37
即考试及格的学生中不努力学习的学生仅占 2.702%
(2) P(A B) P(AB)
P(A)P(B A)
P(B) P(A)P(B A) P(A)P(B A)
可以看出,用第二种方法简便得多. (3) 由于是有放回的抽取,每次都有 N 种取法,故所有可能的取法总数为 Nn 种,n
次抽取中有
m
次为正品的组合数为
C
m n
种,对于固定的一种正、次品的抽取次序,
m 次取得正品,都有 M 种取法,共有 Mm 种取法,nm 次取得次品,每次都有 NM 种取法,共有(NM)nm 种取法,故
【解】 P(A∪B∪C)=P(A)+P(B)+P(C)P(AB)P(BC)P(AC)+P(ABC)
111 1 3
=+ + =
4 4 3 12 4
7. 从 52 张扑克牌中任意取出 13 张,问有 5 张黑桃,3 张红心,3 张方块,2 张梅花的概率 是多少?
【解】
p=
C153C133C133C123
P( A1
B)
P( A1B) P(B)
P(B
A 1
)
P(
A1
)
2
P(B Ai )P( Ai )
i0
2 / 31/ 3
1
1/ 31/ 3 2 / 31/ 3 11/ 3 3
28. 某工厂生产的产品中 96%是合格品,检查产品时,一个合格品被误认为是次品的概率
为 0.02,一个次品被误认为是合格品的概率为 0.05,求在被检查后认为是合格品产品确
A,试问原发信息是 A 的概率是多少?
【解】 设 A={原发信息是 A},则={原发信息是 B}
C={收到信息是 A},则={收到信息是 B}
由贝叶斯公式,得
P( A)P(C A) P(A C)
P( A)P(C A) P( A)P(C A)
2 / 3 0.98
0.99492
2 / 3 0.98 1/ 3 0.01
C
m n
种.对于固定的一种正品与次品的抽取次序,从
M
件正
品中取
m
件的排列数有 PMm
种,从
NM
件次品中取
nm
件的排列数为
Pnm N M
种,
故
P(A)=
Cmn PMm
Pnm N M
PNn
由于无放回逐渐抽取也可以看成一次取出,故上述概率也可写成
第 2 页 共 101 页
2
P(A)=
C C m nm M NM CnN
0.8 0.1
4 0.3077
0.8 0.1 0.2 0.9 13
即考试不及格的学生中努力学习的学生占 30.77%.
26. 将两信息分别编码为 A 和 B 传递出来,接收站收到时,A 被误收作 B 的概率为 0.02,而
B 被误收作 A 的概率为 0.01.信息 A 与 B 传递的频繁程度为 2∶1.若接收站收到的信息是
3
P(B) P(B Ai )P( Ai ) i0
C36 • C39 C19C62 • C83 C92C16 • C37 C39 • C36
C135 C135
C135 C135
C135 C135 C135 C135
0.089
25. 按以往概率论考试结果分析,努力学习的学生有 90%的可能考试及格,不努力学习的学 生有 90%的可能考试不及格.据调查,学生中有 80%的人是努力学习的,试问: (1)考试及格的学生有多大可能是不努力学习的人? (2)考试不及格的学生有多大可能是努力学习的人?
C={该客户是“冒失的”},D={该客户在一年内出了事故} 则由贝叶斯公式得
P( A | D) P( AD)
0.7 0.5 1 0.7 0.6 0.5 4
24. 在一个盒中装有 15 个乒乓球,其中有 9 个新球,在第一次比赛中任意取出 3 个球,比 赛后放回原盒中;第二次比赛同样任意取出 3 个球,求第二次取出的 3 个球均为新球的 概率.
【解】 设 Ai={第一次取出的 3 个球中有 i 个新球},i=0,1,2,3.B={第二次取出的 3 球均为新 球} 由全概率公式,有
(1) 在什么条件下 P(AB)取到最大值? (2) 在什么条件下 P(AB)取到最小值?
第 1 页 共 101 页
1
【解】(1) 当 AB=A 时,P(AB)取到最大值为 0.6. (2) 当 A∪B=Ω 时,P(AB)取到最小值为 0.3.
6.设 A,B,C 为三事件,且 P(A)=P(B)=1/4,P(C)=1/3 且 P(AB)=P(BC)=0, P(AC)=1/12,求 A,B,C 至少有一事件发生的概率.
【解】(1) A BC (2) AB C (3) ABC
(4) A∪B∪C= AB C∪ A B C ∪A BC ∪ A BC∪A B C∪AB C ∪ABC= ABC
(5) ABC = A B C
(6) ABC
(7) A BC∪A B C∪AB C ∪ AB C∪A BC ∪ A B C ∪ ABC = ABC = A ∪ B ∪ C
述三种人在一年内发生事故的概率依次为 0.05,0.15 和 0.30;如果“谨慎的”被保险人
占 20%,“一般的”占 50%,“冒失的”占 30%,现知某被保险人在一年内出了事故,
第 6 页 共 101 页
6
则他是“谨慎的”的概率是多少? 【解】 设 A={该客户是“谨慎的”},B={该客户是“一般的”},
(8) AB∪BC∪CA=AB C ∪A B C∪ A BC∪ABC
3. 略.见教材习题参考答案
4.设 A,B 为随机事件,且 P(A)=0.7,P(AB)=0.3,求 P( AB ).
【解】 P( AB )=1P(AB)=1[P(A)P(AB)]
=1[0.70.3]=0.6 5.设 A,B 是两事件,且 P(A)=0.6,P(B)=0.7,求:
第 4 页 共 101 页
4
(1)
6
x+y< .
5
144
p1
1
2
5 1
5
17 25
0.68
1
(2) xy=< .
4
p2 1
1
1 dx
4
1 1 4x
dy
1 4
1 2
ln
2
23. 设 P( A )=0.3,P(B)=0.4,P(A B )=0.5,求 P(B|A∪ B )
【解】 P(B A B) P(AB) P(A) P(AB) P(A B) P(A) P(B) P(AB)
C32 (0.7)2 0.3C32 (0.6)2 0.4+(0.7)3(0.6)3
=0.32076 17. 从 5 双不同的鞋子中任取 4 只,求这 4 只鞋子中至少有两只鞋子配成一双的概率.
【解】
p
1
C54C12C12C12C12 C140
13 21
18. 某地某天下雪的概率为 0.3,下雨的概率为 0.5,既下雪又下雨的概率为 0.1,求: (1) 在下雨条件下下雪的概率;(2) 这天下雨或下雪的概率.
第 3 页 共 101 页
3
【解】 设 A={其中一个为女孩},B={至少有一个男孩},样本点总数为 23=8,故
P(B A) P( AB) 6 / 8 6 P( A) 7 / 8 7
或在缩减样本空间中求,此时样本点总数为 7.
P(B A) 6 7
20. 已知 5%的男人和 0.25%的女人是色盲,现随机地挑选一人,此人恰为色盲,问此人是 男人的概率(假设男人和女人各占人数的一半).
题 21 图
题 22 图
【解】设两人到达时刻为 x,y,则 0≤x,y≤60.事件“一人要等另一人半小时以上”等价于|xy|>30.
如图阴影部分所示.
P
302 602
1 4
22. 从(0,1)中随机地取两个数,求:
(1) 两个数之和小于 6 的概率; 5
(2) 两个数之积小于 1 的概率. 4
【解】 设两数为 x,y,则 0<x,y<1.
)5
(亦可用独立性求解,下同)
(2) 设 A2={五个人生日都不在星期日},有利事件数为 65,故
P(A2)=
65 75
=(
6 7
)5
(3) 设 A3={五个人的生日不都在星期日}
P(A3)=1P(A1)=1( 1 )5 7
9. 略.见教材习题参考答案. 10.一批产品共 N 件,其中 M 件正品.从中随机地取出 n 件(n<N).试求其中恰有 m 件(m
27. 在已有两个球的箱子中再放一白球,然后任意取出一球,若发现这球为白球,试求箱
子中原有一白球的概率(箱中原有什么球是等可能的颜色只有黑、白两种)
【解】设 Ai={箱中原有 i 个白球}(i=0,1,2),由题设条件知 P(Ai)= 1 ,i=0,1,2.又设 B={抽 3
出一球为白球}.由贝叶斯公式知
钉.若将 3 只强度太弱的铆钉都装在一个部件上,则这个部件强度就太弱.求发生一个
部件强度太弱的概率是多少?
【解】设 A={发生一个部件强度太弱}
【解】
P( A)
C110C33
/ C350
1 1960
设 Ai={甲进 i 球},i=0,1,2,3,Bi={乙进 i 球},i=0,1,2,3,则
3