概率论与数理统计 谢永钦 课后习题及答案
概率论与数理统计(第3版)(谢永钦)第3章 随机向量
概率论与数理统计
定义3.7 设X和Y是两个随机变量，如果对于任意实数x和y，事
件{X≤x}与{Y≤y}相互独立，即有P{ X≤x , Y≤y }=P{X≤x}P{Y≤y}，则称随 机变量X与Y相互独立。 设F(x,y)为二维随机变量(X,Y)的分布函数， (X,Y)关于X和关于Y的边缘分布 函数分别为FX(x)，FY(y)，则上式等价于
这正是参数为
的 分布的概率密度。
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X
X
Y
Y
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解: (1)串联情况
X
Y
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(2)并联情况
X
Y
感谢聆听 批评指导
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二维正态分布 若(X.,Y)的概率密度为
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4. n维随机变量
设E是一个随机试验,它的样本空间是=(e).设随机变量
是定义在同一样本空间上的n个随机变量，则称向
量
为n维随机向量或n维随机变量。简记为
设 数
为n维随机变量
是n维随机变量，对于任意实 ,称n元函数
的联合分布函数。
设(X,Y)的一切可能值为(xi,yj)，i,j=1,2,… ，且(X,Y)取各对可能值的概率为 P{X=xi，Y=yj}=pij， i,j=1,2,…
称上式为(X,Y)的（联合）概率分布或（联合）分布律.离散型随机变量(X,Y) 的联合分布律可用表3-1表示.
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(X,Y)的分布律也可用表格形式表示:
记作
或记为
.
概率论与数理统计-习题5解答
习题五1.一颗骰子连续掷4次，点数总和记为X .估计P {10<X <18}. 【解】设i X 表每次掷的点数，则41ii X X==∑22222221111117()123456,666666211111191()123456,6666666i i E X E X =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=从而 22291735()()[()].6212i ii D X E X E X ⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭又X 1,X 2,X 3,X 4独立同分布.从而44117()()()414,2i i i i E X E X E X =====⨯=∑∑ 44113535()()()4.123i i i i D X D X D X =====⨯=∑∑ 所以 235/3{1018}{|14|4}10.271,4P X P X <<=-<≥-≈ 2. 假设一条生产线生产的产品合格率是0.8.要使一批产品的合格率达到在76%与84%之间的概率不小于90%，问这批产品至少要生产多少件？ 【解】令1,,0,i i X ⎧⎨⎩若第个产品是合格品其他情形.而至少要生产n 件，则i =1,2,…,n ,且X 1，X 2，…，X n 独立同分布，p =P {X i =1}=0.8. 现要求n ,使得1{0.760.84}0.9.nii XP n=≤≤≥∑即0.80.9ni X n P -≤≤≥∑由中心极限定理得0.9,Φ-Φ≥整理得0.95,10⎛⎫Φ≥⎪ ⎪⎝⎭查表 1.64,10≥ n ≥268.96, 故取n =269.3. 某车间有同型号机床200部，每部机床开动的概率为0.7，假定各机床开动与否互不影响，开动时每部机床消耗电能15个单位.问至少供应多少单位电能才可以95%的概率保证不致因供电不足而影响生产.【解】要确定最低的供应的电能量，应先确定此车间同时开动的机床数目最大值m ，而m要满足200部机床中同时开动的机床数目不超过m 的概率为95%,于是我们只要供应15m 单位电能就可满足要求.令X 表同时开动机床数目，则X ~B （200，0.7）,()140,()42,E X D X ==0.95{0}().P X m P X m =≤≤=≤=Φ 查表知1.64,= ,m =151. 所以供电能151×15=2265（单位）.4. 一加法器同时收到20个噪声电压V k （k =1，2，…，20），设它们是相互独立的随机变量，且都在区间（0，10）上服从均匀分布.记V =∑=201k kV，求P {V ＞105}的近似值.【解】易知:E (V k )=5,D (V k )=10012,k=1,2,…,20 由中心极限定理知，随机变量20205~(0,1).kVZ N -⨯==∑近似的于是105205{105}10P V P ⎧⎫⎪⎪-⨯⎪>=>⎬⎪⎪⎭1000.3871(0.387)0.348,10V P ⎧⎫⎪⎪-⎪⎪=>≈-Φ=⎨⎬⎪⎪⎭即有 P {V>105}≈0.3485. 有一批建筑房屋用的木柱，其中80%的长度不小于3m.现从这批木柱中随机地取出100根，问其中至少有30根短于3m 的概率是多少？。
概率论与数理统计(第3版)(谢永钦)第2章 随机变量
概率论与数理统计
解 ：设甲、乙两厂的电子元件的寿命分别为X和Y，则X~ N(1100,502)，
Y~ N(1150,802).
（1）依题意要比较概率
的大小,
两个概率如下：
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（2）依题意要比较概率 两个概率如下：
的大小,
比较两个概率的大小就知应选乙厂的产品。
04
第4节 随机变量函数的分布
如果x0为f (x)的连续点，有
f (x)在 x0处的函数值 f (x0)反映了概率在 x0 点处的“密集程度”， 而不表示X在 x0 处的概率。设想一条极细的无穷长的金属杆，总质量 为1，概率密度相当于各点的质量密度。
（2）若X为连续型随机变量，由定义知X的分布函数F(x)为连续函数
（注意：反之不然）。X 取一个点a的概率
称为随机变量X的分布函数。
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函数分布的性质
证明：
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由概率的 连续性得：
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例题 口袋里装有3个白球2个红球，从中任取三个球，
求取出的三个球中的白球数的分布函数.
解： 设X表示取出的3个球中的白球数。X的可能取值为1，2，3。 而且由古典概率可算得
当固定，改变的值，y=f(x)的图形沿Ox轴平移而不改变形状，故 又称为
位置参数。若固定，改变的值，y=f(x)的图形的形状随的增大而变得平坦。
f (x)
f (x)
0.5
1
O
h h 1
x
O
越小，X 落在 附近的概率越大。
1 2
x
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pk p1 p2 … pk…
概率论与数理统计问题详解谢永钦版
概率论与数理统计习题及答案习题一1.见教材习题参考答案.2.设A，B，C为三个事件，试用A，B，C（1）A发生，B，C都不发生；（2）A与B发生，C（3）A，B，C都发生；（4）A，B，C（5）A，B，C都不发生；（6）A，B，C（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..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,（1）在什么条件下P（AB（2）在什么条件下P（AB【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=347.52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 /C 8.（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)59..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. （1） n 件是同时取出的； （2）n （3） n 件是有放回逐件取出的.【解】（1） P （A ）=C C /C m n m nM 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 nN 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 mM 种，从N -M 件次品中取n -m 件的排列数为P n mN M --种，故P （A ）=C P PP m m n mn 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 mM N Mn 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 mn 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 mn n P 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MN，则取得m 件正品的概率为()C 1m n mm n M M P A N N -⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭11..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，每个部件用3只铆钉.其中有3个铆钉强度太弱.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 ==13.7个球，其中4个是白球，3个是黑球，从中一次抽取3个，计算至少有两个是白球的概率. 【解】 设A i ={恰有i 个白球}（i =2,3），显然A 2与A 3互斥.213434233377C C C 184(),()C 35C 35P A P A ====故 232322()()()35P A A P A P A =+=14.0.8和0.7，在两批种子中各随机取一粒，求：（1） 两粒都发芽的概率； （2） 至少有一粒发芽的概率； （3） 恰有一粒发芽的概率.【解】设A i ={第i 批种子中的一粒发芽}，（i =1,2）(1) 1212()()()0.70.80.56P A A P A P A ==⨯= (2) 12()0.70.80.70.80.94P A A =+-⨯=(3) 2112()0.80.30.20.70.38P A A A A =⨯+⨯=15.3次正面才停止.（1） 问正好在第6次停止的概率；（2） 问正好在第6次停止的情况下，第5次也是出现正面的概率.【解】（1） 223151115()()22232p C ==(2) 1342111C ()()22245/325p == 16.0.7及0.6，每人各投了3次，求二人进球数相等的概率.【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)⨯=0.32076175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 =-= 18.0.3，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 =+-=+-=19.3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 =20.5%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⨯==⨯+⨯ 21.9∶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==22.0，1）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 ln242xp x y⎛⎫=-=+⎪⎝⎭⎰⎰23.P（A）=0.3,P(B)=0.4,P(A B)=0.5，求P（B｜A∪B）【解】()()()()()()()()P AB P A P ABP B A BP A B P A P B P AB-==+-0.70.510.70.60.54-==+-24.15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3()()()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.取出一球，若发现这球为白球，试求箱【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11112()()()()()()()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⨯==⨯+⨯+⨯28.96%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..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⨯==⨯+⨯+⨯30.0.02,0.03,0.05,0.03，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=-⨯⨯⨯= 31.0.2，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.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. 33.15，13，14，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=-⨯⨯= 34.0.4,0.5,0.7，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3()(|)()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 =0.45835.25%，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） 310110C(0.35)(0.65)0.5138k k k k p -===∑(2) 10102104C(0.25)(0.75)0.2241kk k k p -===∑36.6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.[0，a ]【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 ax 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 ，CP （AB ）+P （AC ）-P （BC ）≤P (A). 【证】 ()[()]()P A P A BC P AB AC ≥=()()()P AB P AC P ABC =+-()()()P AB P AC P BC ≥+- 42.3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 == 43.2n 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 nn P C C =故 2211()[1C ]22nn n P A =-44.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.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.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 k ki 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)k kn 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 ==+ 121212r rr m m m n m n m nm 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【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。
4《概率论与数理统计》(韩旭里_谢永钦版)习题一及答案[1]
![4《概率论与数理统计》(韩旭里_谢永钦版)习题一及答案[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/40c255ffc8d376eeaeaa31fc.png)
N
∑ kP{ X = k}
k =0
N
求 E（X） ，D（X）. 【解】 E ( X ) =
∫
+∞
−∞
xf ( x)dx = ∫ x 2 dx + ∫ x(2 − x)dx
0 1
1
2
w.
1 2 0 1
3 ⎡1 3 ⎤ ⎡ 2 x ⎤ = ⎢ x ⎥ + ⎢ x − ⎥ = 1. 3 ⎦1 ⎣ 3 ⎦0 ⎣
习
9 = 0.750, 12 3 2 9 P{ X = 2} = × × = 0.041, 12 11 10 P{ X = 0} =
网
ww
w.
P{ X = 1} =
3 9 × = 0.204, 12 11 3 2 1 9 P{ X = 3} = × × × = 0.005. 12 11 10 9
10
P{Y = 100} = P{ X ≥ 1} = ∫
+∞
1
1 −x/4 e dx = e−1/ 4 4
ห้องสมุดไป่ตู้
P{Y = −200} = P{ X < 1} = 1 − e −1/ 4 .
故 E (Y ) = 100 × e
−1/ 4
+ (−200) × (1 − e −1/ 4 ) = 300e −1/ 4 − 200 = 33.64 （元）.
2
2 C10 C3 90 = 0.070 5 C100
3
00
1 p3
tj
4
2.已知 100 个产品中有 10 个次品，求任意取出的 5 个产品中的次品数的数学期望、方差. 【解】设任取出的 5 个产品中的次品数为 X，则 X 的分布律为 5
《概率论与数理统计》(韩旭里_谢永钦版)习题四及答案
14.设 X1，X2，…，Xn 是相互独立的随机变量，且有 E（Xi）=μ，D（Xi）=σ2，i=1，2，…， n，记
X=
1 n 1 n 2 2 ， S = X , S ( X i − X )2 . ∑ ∑ i n i =1 n − 1 i =1
（1） 验证 E ( X ) =μ， D ( X ) =
2 2 E ( X 2 ) = (−1) 2 i P 1 + 0 iP 2 + 1 iP 3 = P 1+P 3 = 0.9 ……③
由①②③联立解得 P 1 = 0.4, P 2 = 0.1, P 3 = 0.5. 4.袋中有 N 只球，其中的白球数 X 为一随机变量，已知 E（X）=n，问从袋中任取 1 球为白 球的概率是多少？ 【解】记 A={从袋中任取 1 球为白球}，则
于是
E ( XY ) = ∫
+∞
5
∫
1
0
xy i2 xe − ( y −5) dxdy = ∫ 2 x 2 dxi ∫
0
1
+∞
5
2 ye− ( y −5) dy = × 6 = 4. 3
y > 0, y ≤ 0.
10.设随机变量 X，Y 的概率密度分别为 fX（x）= ⎨
⎧ 2e −2 x , x > 0, ⎩0,
4
4 C10 C1 90 =0 5 C100
5
5 C10 =0 5 C100
C5 90 = 0.583 5 C100
故
E ( X ) = 0.583 × 0 + 0.340 × 1 + 0.070 × 2 + 0.007 × 3 + 0 × 4 + 0 × 5 = 0.501,
《概率论与数理统计》(韩旭里 谢永钦版)习题二及答案
习题二1.一袋中有5只乒乓球，编号为1，2，3，4，5，在其中同时取3只，以X 表示取出的3只球中的最大号码，写出随机变量X 的分布律. 【解】353524353,4,51(3)0.1C 3(4)0.3C C (5)0.6C X P X P X P X ==========故所求分布律为 X 3 4 5 P0.1 0.3 0.62.设在15只同类型零件中有2只为次品，在其中取3次，每次任取1只，作不放回抽样，以X 表示取出的次品个数，求： （1） X 的分布律；（2） X 的分布函数并作图； （3）133{},{1},{1},{12}222P X P X P X P X ≤<≤≤≤<<.【解】313315122133151133150,1,2.C 22(0).C 35C C 12(1).C 35C 1(2).C 35X P X P X P X ========== 故X 的分布律为（2） 当x <0时，F （x ）=P （X ≤x ）=0当0≤x <1时，F （x ）=P （X ≤x ）=P （X =0）=2235当1≤x <2时，F （x ）=P （X ≤x ）=P （X =0）+P （X =1）=3435当x ≥2时，F （x ）=P （X ≤x ）=1 故X 的分布函数0,022,0135()34,12351,2x x F x x x <⎧⎪⎪≤<⎪=⎨⎪≤<⎪⎪≥⎩（3）1122()(),2235333434(1)()(1)02235353312(1)(1)(1)2235341(12)(2)(1)(2)10.3535P X F P X F F P X P X P X P X F F P X ≤==<≤=−=−=≤≤==+<≤=<<=−−==−−=3.射手向目标独立地进行了3次射击，每次击中率为0.8，求3次射击中击中目标的次数的分布律及分布函数，并求3次射击中至少击中2次的概率. 【解】设X 表示击中目标的次数.则X =0，1，2，3.31232233(0)(0.2)0.008(1)C 0.8(0.2)0.096(2)C (0.8)0.20.384(3)(0.8)0.512P X P X P X P X ============故X 的分布律为X 0 1 2 3 P0.008 0.096 0.384 0.512分布函数0,00.008,01()0.104,120.488,231,3x x F x x x x <⎧⎪≤<⎪⎪=≤<⎨⎪≤<⎪≥⎪⎩(2)(2)(3)0.896P X P X P X ≥==+==4.（1） 设随机变量X 的分布律为P {X =k }=!kak λ，其中k =0，1，2，…，λ＞0为常数，试确定常数a . （2） 设随机变量X 的分布律为P {X =k }=a/N ， k =1，2，…，N ，试确定常数a . 【解】（1） 由分布律的性质知1()e !kk k P X k a a k λλ∞∞======∑∑i故 ea λ−=（2） 由分布律的性质知111()NNk k aP X k a N======∑∑即 1a =.5.甲、乙两人投篮，投中的概率分别为0.6,0.7,今各投3次，求： （1） 两人投中次数相等的概率; （2） 甲比乙投中次数多的概率.【解】分别令X 、Y 表示甲、乙投中次数，则X~b （3，0.6）,Y~b （3,0.7）（1） ()(0,0)(1,1)(2,2)P X Y P X Y P X Y P X Y ====+==+==+(3,3)P X Y ==33121233(0.4)(0.3)C 0.6(0.4)C 0.7(0.3)=++22223333C (0.6)0.4C (0.7)0.3(0.6)(0.7)+ 0.32076=（2） ()(1,0)(2,0)(3,0)P X Y P X Y P X Y P X Y >===+==+==+ (2,1)(3,1)(3,2)P X Y P X Y P X Y ==+==+==12322333C 0.6(0.4)(0.3)C (0.6)0.4(0.3)=++ 33221233(0.6)(0.3)C (0.6)0.4C 0.7(0.3)++ 31232233(0.6)C 0.7(0.3)(0.6)C (0.7)0.3+=0.2436.设某机场每天有200架飞机在此降落，任一飞机在某一时刻降落的概率设为0.02，且设各飞机降落是相互独立的.试问该机场需配备多少条跑道，才能保证某一时刻飞机需立即降落而没有空闲跑道的概率小于0.01（每条跑道只能允许一架飞机降落）？ 【解】设X 为某一时刻需立即降落的飞机数，则X ~b （200,0.02），设机场需配备N 条跑道，则有()0.01P X N ><即 2002002001C (0.02)(0.98)0.01k k k k N −=+<∑利用泊松近似2000.02 4.np λ==×=41e 4()0.01!kk N P X N k −∞=+≥<∑查表得N ≥9.故机场至少应配备9条跑道.7.有一繁忙的汽车站，每天有大量汽车通过，设每辆车在一天的某时段出事故的概率为0.0001,在某天的该时段内有1000辆汽车通过，问出事故的次数不小于2的概率是多少（利用泊松定理）？【解】设X 表示出事故的次数，则X ~b （1000，0.0001）(2)1(0)(1)P X P X P X ≥=−=−=0.10.11e0.1e −−=−−×8.已知在五重贝努里试验中成功的次数X 满足P {X =1}=P {X =2}，求概率P {X =4}. 【解】设在每次试验中成功的概率为p ，则1422355C (1)C (1)p p p p −=−故 13p =所以 4451210(4)C ()33243P X ===. 9.设事件A 在每一次试验中发生的概率为0.3，当A 发生不少于3次时，指示灯发出信号， （1） 进行了5次独立试验，试求指示灯发出信号的概率； （2） 进行了7次独立试验，试求指示灯发出信号的概率. 【解】（1） 设X 表示5次独立试验中A 发生的次数，则X ~6（5，0.3）5553(3)C (0.3)(0.7)0.16308kk k k P X −=≥==∑（2） 令Y 表示7次独立试验中A 发生的次数，则Y~b （7，0.3）7773(3)C (0.3)(0.7)0.35293k k k k P Y −=≥==∑10.某公安局在长度为t 的时间间隔内收到的紧急呼救的次数X 服从参数为（1/2）t 的泊松分布，而与时间间隔起点无关（时间以小时计）.（1） 求某一天中午12时至下午3时没收到呼救的概率；（2） 求某一天中午12时至下午5时至少收到1次呼救的概率. 【解】（1）32(0)eP X −== （2） 52(1)1(0)1e P X P X −≥=−==−11.设P {X =k }=kkkp p −−22)1(C , k =0,1,2P {Y =m }=mmmp p −−44)1(C , m =0,1,2,3,4分别为随机变量X ，Y 的概率分布，如果已知P {X ≥1}=59，试求P {Y ≥1}. 【解】因为5(1)9P X ≥=，故4(1)9P X <=. 而 2(1)(0)(1)P X P X p <===− 故得 24(1),9p −=即 1.3p =从而 465(1)1(0)1(1)0.8024781P Y P Y p ≥=−==−−=≈ 12.某教科书出版了2000册，因装订等原因造成错误的概率为0.001，试求在这2000册书中恰有5册错误的概率.【解】令X 为2000册书中错误的册数，则X~b （2000,0.001）.利用泊松近似计算,20000.0012np λ==×=得 25e 2(5)0.00185!P X −=≈=13.进行某种试验，成功的概率为34，失败的概率为14.以X 表示试验首次成功所需试验的次数，试写出X 的分布律，并计算X 取偶数的概率. 【解】1,2,,,X k =113()()44k P X k −==(2)(4)(2)P X P X P X k =+=++=+ 321131313()()444444k −=++++i 213141451()4==−14.有2500名同一年龄和同社会阶层的人参加了保险公司的人寿保险.在一年中每个人死亡的概率为0.002，每个参加保险的人在1月1日须交12元保险费，而在死亡时家属可从保险公司领取2000元赔偿金.求： （1） 保险公司亏本的概率;（2） 保险公司获利分别不少于10000元、20000元的概率. 【解】以“年”为单位来考虑.（1） 在1月1日，保险公司总收入为2500×12=30000元. 设1年中死亡人数为X ，则X~b （2500,0.002），则所求概率为(200030000)(15)1(14)P X P X P X >=>=−≤由于n 很大，p 很小，λ=np =5，故用泊松近似，有514e 5(15)10.000069!kk P X k −=>≈−≈∑（2） P （保险公司获利不少于10000） (30000200010000)(10)P X P X =−≥=≤510e 50.986305!kk k −=≈≈∑ 即保险公司获利不少于10000元的概率在98%以上 P （保险公司获利不少于20000）(30000200020000)(5)P X P X =−≥=≤55e 50.615961!kk k −=≈≈∑即保险公司获利不少于20000元的概率约为62% 15.已知随机变量X 的密度函数为f （x ）=A e −|x |, −∞<x <+∞,求：（1）A 值；（2）P {0<X <1}; （3） F （x ）. 【解】（1） 由()d 1f x x ∞−∞=∫得||01e d 2e d 2x x A x A x A ∞∞−−−∞===∫∫故 12A =. （2） 11011(01)e d (1e )22x p X x −−<<==−∫（3） 当x <0时，11()e d e 22x x x F x x −∞==∫当x ≥0时，0||0111()e d e d e d 222x x x xx F x x x x −−−∞−∞==+∫∫∫11e 2x−=−故 1e ,02()11e 02xx x F x x −⎧<⎪⎪=⎨⎪−≥⎪⎩16.设某种仪器内装有三只同样的电子管，电子管使用寿命X 的密度函数为f （x ）=⎪⎩⎪⎨⎧<≥.100,0,100,1002x x x求：（1） 在开始150小时内没有电子管损坏的概率； （2） 在这段时间内有一只电子管损坏的概率； （3） F （x ）. 【解】（1） 15021001001(150)d .3P X x x ≤==∫ 33128[(150)]()327p P X =>==（2） 1223124C ()339p ==（3） 当x <100时F （x ）=0当x ≥100时()()d xF x f t t −∞=∫100100()d ()d x f t t f t t −∞=+∫∫2100100100d 1xt t x==−∫ 故 1001,100()0,0x F x xx ⎧−≥⎪=⎨⎪<⎩17.在区间［0，a ］上任意投掷一个质点，以X 表示这质点的坐标，设这质点落在［0，a ］中任意小区间内的概率与这小区间长度成正比例，试求X 的分布函数. 【解】 由题意知X ~∪[0,a ]，密度函数为1,0()0,x af x a⎧≤≤⎪=⎨⎪⎩其他 故当x <0时F （x ）=0 当0≤x ≤a 时01()()d ()d d xx xx F x f t t f t t t a a−∞====∫∫∫当x >a 时，F （x ）=1即分布函数0,0(),01,x x F x x a a x a<⎧⎪⎪=≤≤⎨⎪>⎪⎩ 18.设随机变量X 在[2，5]上服从均匀分布.现对X 进行三次独立观测，求至少有两次的观测值大于3的概率. 【解】X ~U [2,5]，即1,25()30,x f x ⎧≤≤⎪=⎨⎪⎩其他5312(3)d 33P X x >==∫故所求概率为22333321220C ()C ()33327p =+=19.设顾客在某银行的窗口等待服务的时间X （以分钟计）服从指数分布1()5E .某顾客在窗口等待服务，若超过10分钟他就离开.他一个月要到银行5次，以Y 表示一个月内他未等到服务而离开窗口的次数，试写出Y 的分布律，并求P {Y ≥1}. 【解】依题意知1~()5X E ，即其密度函数为51e ,0()50,xx f x −⎧>⎪=⎨⎪≤⎩x 0该顾客未等到服务而离开的概率为25101(10)e d e 5x P X x −∞−>==∫2~(5,e )Y b −,即其分布律为225525()C (e )(1e ),0,1,2,3,4,5(1)1(0)1(1e )0.5167kk k P Y k k P Y P Y −−−−==−=≥=−==−−=20.某人乘汽车去火车站乘火车，有两条路可走.第一条路程较短但交通拥挤，所需时间X 服从N （40，102）；第二条路程较长，但阻塞少，所需时间X 服从N （50，42）. （1） 若动身时离火车开车只有1小时，问应走哪条路能乘上火车的把握大些？ （2） 又若离火车开车时间只有45分钟，问应走哪条路赶上火车把握大些？【解】（1） 若走第一条路，X~N （40，102），则 406040(60)(2)0.977271010x P X P Φ−−⎛⎞<=<==⎜⎟⎝⎠若走第二条路，X~N （50，42），则506050(60)(2.5)0.993844X P X P Φ−−⎛⎞<=<==⎜⎟⎝⎠++故走第二条路乘上火车的把握大些.（2） 若X~N （40，102），则 404540(45)(0.5)0.69151010X P X P Φ−−⎛⎞<=<==⎜⎟⎝⎠若X~N （50，42），则504550(45)( 1.25)44X P X P Φ−−⎛⎞<=<=−⎜⎟⎝⎠1(1.25)0.1056Φ=−= 故走第一条路乘上火车的把握大些.21.设X ~N （3，22）， （1） 求P {2<X ≤5}，P {−4<X ≤10}，P {｜X ｜＞2}，P {X ＞3}; （2） 确定c 使P {X ＞c }=P {X ≤c }. 【解】（1） 23353(25)222X P X P −−−⎛⎞<≤=<≤⎜⎟⎝⎠11(1)(1)1220.841310.69150.5328ΦΦΦΦ⎛⎞⎛⎞=−−=−+⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠=−+=433103(410)222X P X P −−−−⎛⎞−<≤=<≤⎜⎟⎝⎠770.999622ΦΦ⎛⎞⎛⎞=−−=⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠(||2)(2)(2)P X P X P X >=>+<−323323222215151122220.691510.99380.6977X X P P ΦΦΦΦ−−−−−⎛⎞⎛⎞=>+<⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎛⎞⎛⎞⎛⎞⎛⎞=−−+−=+−⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎝⎠⎝⎠=+−=333(3)(1(0)0.522X P X P Φ−>=>=−=- （2） c=322.由某机器生产的螺栓长度（cm ）X ~N （10.05,0.062）,规定长度在10.05±0.12内为合格品,求一螺栓为不合格品的概率. 【解】10.050.12(|10.05|0.12)0.060.06X P X P ⎛−⎞−>=>⎜⎟⎝⎠1(2)(2)2[1(2)]0.0456ΦΦΦ=−+−=−=23.一工厂生产的电子管寿命X （小时）服从正态分布N （160，σ2），若要求P {120＜X ≤200＝≥0.8，允许σ最大不超过多少？ 【解】120160160200160(120200)X P X P σσσ−−−⎛⎞<≤=<≤⎜⎟⎝⎠ 404040210.8ΦΦΦσσσ−⎛⎞⎛⎞⎛⎞=−=−≥⎜⎟⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠⎝⎠故4031.251.29σ≤= 24.设随机变量X 分布函数为F （x ）=e ,0,(0),00.xt A B x ,x λ−⎧+≥>⎨<⎩（1） 求常数A ，B ；（2） 求P {X ≤2}，P {X ＞3}； （3） 求分布密度f （x ）.【解】（1）由00lim ()1lim ()lim ()x x x F x F x F x →+∞→+→−=⎧⎪⎨=⎪⎩得11A B =⎧⎨=−⎩ （2） 2(2)(2)1eP X F λ−≤==−33(3)1(3)1(1e )e P X F λλ−−>=−=−−=（3） e ,0()()0,0x x f x F x x λλ−⎧≥′==⎨<⎩25.设随机变量X 的概率密度为f （x ）=⎪⎩⎪⎨⎧<≤−<≤.,0,21,2,10,其他x x x x 求X 的分布函数F （x ），并画出f （x ）及F （x ）.【解】当x <0时F （x ）=0当0≤x <1时0()()d ()d ()d xxF x f t t f t t f t t −∞−∞==+∫∫∫20d 2xx t t ==∫当1≤x<2时()()d xF x f t t −∞=∫1011122()d ()d ()d d (2)d 132222212xx f t t f t t f t tt t t tx x x x −∞==+=+−=+−−=−+−∫∫∫∫∫当x ≥2时()()d 1xF x f t t −∞==∫故 220,0,012()21,1221,2x x x F x x x x x <⎧⎪⎪≤<⎪=⎨⎪−+−≤<⎪⎪≥⎩26.设随机变量X 的密度函数为（1） f （x ）=a e − |x |,λ>0;（2） f （x ）=⎪⎩⎪⎨⎧<≤<<.,0,21,1,10,2其他x x x bx 试确定常数a ,b ，并求其分布函数F （x ）.【解】（1） 由()d 1f x x ∞−∞=∫知||021e d 2e d x x aa x a x λλλ∞∞−−−∞===∫∫故 2a λ=即密度函数为 e ,02()e 02xx x f x x λλλλ−⎧>⎪⎪=⎨⎪≤⎪⎩当x ≤0时1()()d e d e 22xxx xF x f x x x λλλ−∞−∞===∫∫当x >0时0()()d e d e d 22xxxx F x f x x x x λλλλ−−∞−∞==+∫∫∫11e 2x λ−=−故其分布函数11e ,02()1e ,02xx x F x x λλ−⎧−>⎪⎪=⎨⎪≤⎪⎩ （2） 由1221111()d d d 22b f x x bx x x x ∞−∞==+=+∫∫∫得 b =1即X 的密度函数为2,011(),120,x x f x x x<<⎧⎪⎪=≤<⎨⎪⎪⎩其他当x ≤0时F （x ）=0 当0<x <1时0()()d ()d ()d xxF x f x x f x x f x x −∞−∞==+∫∫∫2d 2xx x x ==∫当1≤x <2时012011()()d 0d d d x xF x f x x x x x x x −∞−∞==++∫∫∫∫312x=− 当x ≥2时F （x ）=1 故其分布函数为20,0,012()31,1221,2x x x F x x x x ≤⎧⎪⎪<<⎪=⎨⎪−≤<⎪⎪≥⎩27.求标准正态分布的上α分位点， （1）α=0.01，求z α; （2）α=0.003，求z α，/2z α. 【解】（1） ()0.01P X z α>=即 1()0.01z αΦ−= 即 ()0.09z αΦ=故 2.33z α= （2） 由()0.003P X z α>=得1()0.003z αΦ−=即 ()0.997z αΦ= 查表得 2.75z α= 由/2()0.0015P X z α>=得/21()0.0015z α−Φ=即 /2()0.9985z αΦ= 查表得 /2 2.96z α= 28.设随机变量X 的分布律为 X −2 −1 0 1 3 P k1/5 1/6 1/5 1/15 11/30求Y =X 2的分布律.【解】Y 可取的值为0，1，4，91(0)(0)5117(1)(1)(1)615301(4)(2)511(9)(3)30P Y P X P Y P X P X P Y P X P Y P X =======−+==+====−=====故Y 的分布律为Y 0 1 4 9 P k1/5 7/30 1/5 11/3029.设P {X =k }=（12）k, k =1,2,…,令 1,1,.X Y X ⎧=⎨−⎩当取偶数时当取奇数时 求随机变量X 的函数Y 的分布律.【解】(1)(2)(4)(2)P Y P X P X P X k ===+=++=+242111()()(222111()/(1)443k =++++=−=2(1)1(1)3P Y P Y =−=−==30.设X ~N （0，1）.（1） 求Y =e X 的概率密度； （2） 求Y =2X 2+1的概率密度； （3） 求Y =｜X ｜的概率密度.【解】（1） 当y ≤0时，()()0Y F y P Y y =≤=当y >0时，()()(e )(ln )xY F y P Y y P y P X y =≤=≤=≤ln ()d yX f x x −∞=∫故2/2ln (),0y Y f y y −=> （2）2(211)1P Y X =+≥=当y ≤1时()()0Y F y P Y y =≤=当y >1时2()()(21)Y F y P Y y P X y =≤=+≤2P X X ⎛=≤≤≤⎜⎝()d X f x x =故()Y XX f y f f ⎤⎛=+⎥⎜⎜⎥⎝⎦(1)/4,1y y −−=>（3） (0)1P Y ≥=当y ≤0时()()0Y F y P Y y =≤=当y >0时()(||)()Y F y P X y P y X y =≤=−≤≤()d yX yf x x −=∫故d()()()()d Y Y X X f y F y f y f y y==+−2/2,0y y −=> 31.设随机变量X ~U （0,1），试求：（1） Y =e X 的分布函数及密度函数； （2） Z =−2ln X 的分布函数及密度函数. 【解】（1） (01)1P X <<=故 (1e e)1XP Y <=<= 当1y ≤时()()0Y F y P Y y =≤=当1<y <e 时()(e )(ln )XY F y P y P X y =≤=≤ln 0d ln yx y ==∫当y ≥e 时()(e )1XY F y P y =≤= 即分布函数0,1()ln ,1e 1,e Y y F y y y y ≤⎧⎪=<<⎨⎪≥⎩故Y 的密度函数为11e ,()0,Y y y f y ⎧<<⎪=⎨⎪⎩其他 （2） 由P （0<X <1）=1知(0)1P Z >=当z ≤0时，()()0Z F z P Z z =≤=当z >0时，()()(2ln )Z F z P Z z P X z =≤=−≤/2(ln )(e )2z z P X P X −=≤−=≥/21/2ed 1e z z x −−==−∫即分布函数-/20,0()1-e ,Z z z F z z ≤⎧=⎨>⎩0故Z 的密度函数为/21e ,0()20,z Z z f z z −⎧>⎪=⎨⎪≤⎩0 32.设随机变量X 的密度函数为f （x ）=22,0π,π0,.xx ⎧<<⎪⎨⎪⎩其他 试求Y =sin X 的密度函数. 【解】(01)1P Y <<=当y ≤0时，()()0Y F y P Y y =≤=当0<y <1时，()()(sin )Y F y P Y y P X y =≤=≤(0arcsin )(πarcsin π)P X y P y X =<≤+−≤< arcsin π220πarcsin 22d d ππyy x x x x −=+∫∫222211arcsin 1πarcsin ππy y =+--（）（）2arcsin πy =当y ≥1时，()1Y F y = 故Y 的密度函数为201π()0,Y y f y ⎧<<⎪=⎨⎪⎩其他 33.设随机变量X 的分布函数如下：⎪⎩⎪⎨⎧≥<+=.)3(,)2(,)1(,11)(2x x x x F试填上（1）,（2）,（3）项. 【解】由lim ()1x F x →∞=知②填1。
《概率论与数理统计》第一章课后习题解答共16页word资料
吴赣昌编 《概率论与数理统计》（理工类）三版课后习题解答习题1－31、袋中5个白球，3个黑球，一次任取两个。
（1）求取到的两个求颜色不同的概率；（2）求取到的两个求中有黑球的概率。
解：略2、10把钥匙有3把能打开门，今取两把，求能打开门的概率。
解:设A=“能打开”，则210S n C =法一，取出的两把钥匙，可能只有一把能打开，可能两把都能打开，则112373A n C C C =+ 所以()A Sn P A n = 法二，A ={都打不开}，即取得两把钥匙是从另7把中取得的，则27A n C =，所以27210()1()1C P A P A C =-=- 3、两封信投入四个信筒，求（1）前两个信筒没有信的概率，（2）第一个信筒内只有一封信的概率。
解：24S n =（两封信投入四个信筒的总的方法，重复排列）（1）设A=“前两个信筒没有信”，即两封信在余下的两个信筒中重复排列，22A n =；（2）设B=“第一个信筒内只有一封信”，则应从两封信中选一封放在第一个信筒中，再把余下的一封信放入余下的三个信筒中的任一个，1123B n C =带入公式既得两个概率。
4、一副扑克牌52张，不放回抽样，每次取一张，连续抽4张，求花色各异的概率.解：略5、袋中有红、黄、黑色求各一个，有放回取3次，求下列事件的概率。
A=“三次都是红球”；B=“三次未抽到黑球”，C=“颜色全不相同”，Ｄ＝“颜色不全相同” 解：略6、从0,1,2,,9L 等10个数字中，任意选出不同的三个数字，试求下列事件的概率：1A =‘三个数字中不含0和5’，2A =‘三个数字中不含0或5’，3A =‘三个数字中含0但不含5’.解 3813107()15C P A C ==. 333998233310101014()15C C C P A C C C =+-=， 或 182231014()1()115C P A P A C =-=-=， 2833107()30C P A C ==. 7、从一副52张的扑克牌中任取3张，不重复，计算取出的3张牌中至少有2张花色相同的概率。
概率论与数理统计 谢永钦
n
P(A1 A2 An ) P(A i ) P(A i A j )
i1
1i jn
P(A i A jAk )
1i jk n
(1)n1 P(A1 A 2 A n ).
27
例4. 设P(A)=p, P(B)=q, P(AB)=r, 用p, q, r表示下列 事件的概率:
3. 频率的特性: 波动性和稳定性.
24
四. 概率公理化定义:
1.定义: 设S是样本空间, E是随机试验. 对于E的每个
事件A对应一个实数P(A), 称为事件 A的概率, 其中集合 函数P(.)满足下列条件:
(1) 对任一事件A,有P(A)≥0; (非负性） (2) P(S)=1;（规范性) (3) 设A1,A2,…是两两互不相容的事件,则有
推广 P(AB)>0, 则有 P(ABC)=P(A)P(B|A)P(C|AB). 一般, 设A1, A2, …,An是n个事件,(n≥2), P(A1A2 ...An-1)>0, 则有乘法公式: P(A1A2…An)=P(A1)P(A2|A1)…P(An-1|A1A2…An-2) P(An|A1A2…An-1).
17
例3. 某接待站在某一周曾接待过12次来访, 且都是在周二 和周四来访. 问是否可以推断接待时间是有规定的?
注
实际推断原理:“小概率事件在一次试 验中实际上是不可能发生的”.
18
二、几何定义:
定义若对于一随机试验, 每个样本点出现是等可能的,
样本空间所含的样本点个数为无穷多个, 且具有非 零的,有限的几何度量,即0 m() ,则称这一随机 试验是一几何概型的.
4
§2. 样本空间与随机事件
概率论与数理统计 谢永钦 课后习题及答案
（3）恰有一粒发芽的概率.
【解】设Ai={第i批种子中的一粒发芽}，（i=1,2）
(1)
(2)
(3)
15.掷一枚均匀硬币直到出现3次正面才停止.
（1）问正好在第6次停止的概率；
（2）问正好在第6次停止的情况下，第5次也是出现正面的概率.
【解】（1） (2)
16.甲、乙两个篮球运动员，投篮命中率分别为0.7及0.6，每人各投了3次，求二人进球数相等的概率.
（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） ，也可由6重贝努里模型：
（2）6个人在十层中任意六层离开，故
（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 种可能结果，再从六人中选二人在该层离开，有 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 种可能结果；②4人同时离开，有 种可能结果；③4个人都不在同一层离开，有 种可能结果，故
【证】
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（Ai）（i=0,1,2,3）.
【解】设Ai={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
概率论与数理统计(第3版)(谢永钦)第1章 概率论的基本概念
（4）
A∪（B ∩ C）=（A∪B）∩（A∪C）
（5）
概率论与数理统计
02
第2节 概率、古典概率
概率论与数理统计
1. 概率 定义1.1
在相同条件下，进行了n次试验.若随机事件A在这n次试验中发 生了k次，则比值 称为事件A在n次实验中发生的频率，记为
并按其出现的先后排成一行.试求下列事件的概率
概率论与数理统计
P(A2 )
C19 103 104
0.9
P(A3 )
C24 92 104
0.0486
概率论与数理统计
例题
（一个古老的问题）一对骰子连掷25次.问出现双 6与不出现双6的概率哪个大?
概率论与数理统计
4. 几何概型
若试验具有如下特征:
频率具有下列性质：
（1）对于任一事件A，有 （2）
概率论与数理统计
概率论与数理统计
定义1.2 设事件A在n次重复试验中发生了k次, n很大时,频率 k/n稳定在某一数值p的附近波动,而随着试验次数n的增 加，波动的幅度越来越小，则称p为事件A发生的概率， 记为:P(A)=p.
概率论与数理统计
历史上著名的统计学家德·摩根(De Morgan)蒲丰（Buffon）和皮尔逊
对于任意的事件A，B只有如下分解：
概率论与数理统计
AB
A B
AB
AB
A B
AB
A B
AB
A B
概率论与数理统计
A
AB
B
A
A
概率论与数理统计
概率论答案(韩旭里,谢永钦) 复旦大学 修订版(6)
查表得
所以
σ=
4 10 = 5.43. 2.33
【解】 χ 2 =
9S 2 9a ⎞ ⎛ ~ χ 2 (9), P( S 2 > a) = P ⎜ χ 2 > ⎟ = 0.1. 16 16 ⎠ ⎝
服从何种分布？
5
【解】 χ i2 =
w.
i =1
∑ X i2 ~ χ 2 (5), χ 22 = ∑ X i2 ~ X 2 ( n − 5)
Y ~N(20,
则 X − Y ~ N ⎜ 0,
kh da
后 课
Y=
5 n 2 ( − 1)∑ X i 5 i =1
6.设总体 X 服从标准正态分布，X1，X2，…，Xn 是来自总体 X 的一个简单随机样本，试问统 计量
答 案
n n
所以
∑X
i =6
Y=
X 12 / 5 ~ F (5, n − 5) 2 /n−5 X2
= 2[1 − Φ (2)] = 2(1 − 0.9772) = 0.0456.
则Φ(0.4 n )=0.975，故 0.4 n >1.96,
【解】μ=1000,n=9，S2=1002
ww
t=
【解】 Z =
w.
即 n>24.01，所以 n 至少应取 25 （单位：小时） ，随机抽取一容量为 9 的样 3.设某厂生产的灯泡的使用寿命 X~N（1000，σ2） 本，并测得样本均值及样本方差 .但是由于工作上的失误，事后失去了此试验的结果， 只记得样本方差为 S2=1002，试求 P（ X ＞1062）.
网
co m
1 2n ∑ X i ，令 2n i =1
4
于是Leabharlann E (S 2 ) = D ( X ) = E ( X 2 ) − E 2 ( X ) +∞ 1 +∞ − x E ( X ) = ∫ xf ( x )dx = ∫ xe dx = 0 −∞ 2 −∞ +∞ +∞ 1 +∞ E ( X 2 ) = ∫ x 2 f ( x )dx = ∫ x 2e − x dx = ∫ x 2e − x dx = 2, −∞ 0 2 −∞ E (S 2 ) = 2 .
《概率论与数理统计》 韩旭里 谢永钦版 习题三及答案
习题三1.将一硬币抛掷三次，以X 表示在三次中出现正面的次数，以Y 表示三次中出现正面次数与出现反面次数之差的绝对值.试写出X 和Y 的联合分布律. 【解】X 和Y 的联合分布律如表：2.盒子里装有3只黑球、2只红球、2只白球，在其中任取4只球，以X 表示取到黑球的只数，以Y 表示取到红球的只数.求X 和Y 的联合分布律. 【解】X 和Y 的联合分布律如表：3.设二维随机变量（X ，Y ）的联合分布函数为F （x ，y ）=⎪⎩⎪⎨⎧≤≤≤≤.,020,20,sin sin 其他ππy x y x求二维随机变量（X ，Y ）在长方形域⎭⎬⎫⎩⎨⎧≤<≤<36,40πππy x 内的概率. 【解】如图πππ{0,}(3.2)463P X Y <≤<≤公式 ππππππ(,)(,)(0,)(0,434636F F F F −−+ππππππsin sin sin sin sin 0sin sin 0sin4346361).4=−−+=i i i i题3图说明：也可先求出密度函数，再求概率。
4.设随机变量（X ，Y ）的分布密度f （x ，y ）=⎩⎨⎧>>+−.,0,0,0,)43(其他y x A y x e 求：（1） 常数A ；（2） 随机变量（X ，Y ）的分布函数； （3） P {0≤X <1，0≤Y <2}. 【解】（1） 由-(34)0(,)d d e d d 112x y Af x y x y A x y +∞+∞+∞+∞+−∞−∞===∫∫∫∫得 A =12 （2） 由定义，有 (,)(,)d d y xF x y f u v u v −∞−∞=∫∫(34)340012ed d (1e )(1e )0,0,0,0,y yu v x y u v y x −+−−⎧⎧−−>>⎪==⎨⎨⎩⎪⎩∫∫其他（3） {01,02}P X Y ≤<≤<12(34)3800{01,02}12ed d (1e )(1e )0.9499.x y P X Y x y −+−−=<≤<≤==−−≈∫∫5.设随机变量（X ，Y ）的概率密度为f （x ，y ）=⎩⎨⎧<<<<−−.,0,42,20),6(其他y x y x k（1） 确定常数k ；（2） 求P {X ＜1，Y ＜3}； （3） 求P {X <1.5}； （4） 求P {X +Y ≤4}.【解】（1） 由性质有242(,)d d (6)d d 81,f x y x y k x y y x k +∞+∞−∞−∞=−−==∫∫∫∫故 18R = （2） 13{1,3}(,)d d P X Y f x y y x −∞−∞<<=∫∫130213(6)d d 88k x y y x =−−=∫∫ （3） 11.5{ 1.5}(,)d d a (,)d d x D P X f x y x y f x y x y <<=∫∫∫∫如图1.542127d (6)d .832x x y y =−−=∫∫（4） 24{4}(,)d d (,)d d X Y D P X Y f x y x y f x y x y +≤+≤=∫∫∫∫如图b240212d (6)d .83xx x y y −=−−=∫∫题5图6.设X 和Y 是两个相互独立的随机变量，X 在（0，0.2）上服从均匀分布，Y 的密度函数为f Y （y ）=⎩⎨⎧>−.,0,0,55其他y y e求：（1） X 与Y 的联合分布密度；（2） P {Y ≤X }.题6图【解】（1） 因X 在（0，0.2）上服从均匀分布，所以X 的密度函数为1,00.2,()0.20,.X x f x ⎧<<⎪=⎨⎪⎩其他 而55e ,0,()0,.y Y y f y −⎧>=⎨⎩其他 所以(,),()()X Y f x y X Y f x f y i 独立5515e 25e ,00.20,0.20,0,y y x y −−⎧⎧×<<>⎪==⎨⎨⎩⎪⎩且其他. （2） 5()(,)d d 25ed d yy xDP Y X f x y x y x y −≤≤=∫∫∫∫如图0.20.2-550-1d 25e d (5e 5)d =e 0.3679.xy x x y x−==−+≈∫∫∫7.设二维随机变量（X ，Y ）的联合分布函数为F （x ，y ）=⎩⎨⎧>>−−−−.,0,0,0),1)(1(24其他y x y x e e求（X ，Y ）的联合分布密度.【解】(42)28e ,0,0,(,)(,)0,x y x y F x y f x y x y −+⎧>>∂==⎨∂∂⎩其他. 8.设二维随机变量（X ，Y ）的概率密度为f （x ，y ）= 4.8(2),01,0,0,.y x x y x −≤≤≤≤⎧⎨⎩其他求边缘概率密度. 【解】()(,)d X f x f x y y +∞−∞=∫x204.8(2)d 2.4(2),01,=0,.0,y x y x x x ⎧⎧−−≤≤⎪=⎨⎨⎩⎪⎩∫其他 ()(,)d Y f y f x y x +∞−∞=∫12y4.8(2)d 2.4(34),01,=0,.0,y x x y y y y ⎧−⎧−+≤≤⎪=⎨⎨⎩⎪⎩∫其他题8图 题9图9.设二维随机变量（X ，Y ）的概率密度为f （x ，y ）=⎩⎨⎧<<−.,0,0,其他e y x y 求边缘概率密度. 【解】()(,)d X f x f x y y +∞−∞=∫e d e ,0,=0,.0,y x x y x +∞−−⎧⎧>⎪=⎨⎨⎩⎪⎩∫其他 ()(,)d Y f y f x y x +∞−∞=∫0e d e ,0,=0,.0,yy x x y y −−⎧⎧>⎪=⎨⎨⎩⎪⎩∫其他题10图10.设二维随机变量（X ，Y ）的概率密度为f （x ，y ）=⎩⎨⎧≤≤.,0,1,22其他y x y cx（1） 试确定常数c ；（2） 求边缘概率密度. 【解】（1）(,)d d (,)d d Df x y x y f x y x y +∞+∞−∞−∞∫∫∫∫如图2112-14=d d 1.21xx cx y y c ==∫∫得 214c =. （2） ()(,)d X f x f x y y +∞−∞=∫212422121(1),11,d 840,0,.x x x x x y y ⎧⎧−−≤≤⎪⎪==⎨⎨⎪⎪⎩⎩∫其他 ()(,)d Y f y f x y x +∞−∞=∫5227d ,01,20,0, .x y x y y ⎧⎧≤≤⎪⎪==⎨⎨⎪⎪⎩⎩其他 11.设随机变量（X ，Y ）的概率密度为f （x ，y ）=⎩⎨⎧<<<.,0,10,,1其他x x y 求条件概率密度f Y ｜X （y ｜x ），f X ｜Y（x ｜y ）.题11图【解】()(,)d X f x f x y y +∞−∞=∫1d 2,01,0,.xxy x x −⎧=<<⎪=⎨⎪⎩∫其他 111d 1,10,()(,)d 1d 1,01,0,.y Y y x y y f y f x y x x y y −+∞−∞⎧=+−<<⎪⎪⎪===−≤<⎨⎪⎪⎪⎩∫∫∫其他所以|1,||1,(,)(|)2()0,.Y X X y x f x y f y x xf x ⎧<<⎪==⎨⎪⎩其他|1,1,1(,)1(|),1,()10,.X Y Y y x y f x y f x y y x f y y⎧<<⎪−⎪⎪==−<<⎨+⎪⎪⎪⎩其他12.袋中有五个号码1，2，3，4，5，从中任取三个，记这三个号码中最小的号码为X ，最大的号码为Y .（1） 求X 与Y 的联合概率分布； （2） X 与Y 是否相互独立？ 【解】（1） X 与Y 的联合分布律如下表（2） 因6161{1}{3}{1,3},101010010P X P Y P X Y ===×=≠===i 故X 与Y 不独立 （1）求关于X 和关于Y 的边缘分布； （2） X 与Y 是否相互独立？（2） 因{2}{0.4}0.20.8P X P Y ===×i 0.160.15(2,0.4),P X Y =≠=== 故X 与Y 不独立. 14.设X 和Y 是两个相互独立的随机变量，X 在（0，1）上服从均匀分布，Y 的概率密度为f Y （y ）=⎪⎩⎪⎨⎧>−.,0,0,212/其他y y e（1）求X 和Y 的联合概率密度；（2） 设含有a 的二次方程为a 2+2Xa +Y =0，试求a 有实根的概率.【解】（1） 因1,01,()0,X x f x <<⎧==⎨⎩其他; 21e ,1,()20,yY y f y −⎧>⎪==⎨⎪⎩其他. 故/21e01,0,(,),()()20,.y X Y x y f x y X Y f x f y −⎧<<>⎪=⎨⎪⎩i 独立其他题14图（2） 方程220a Xa Y ++=有实根的条件是2(2)40X Y Δ=−≥故 X 2≥Y ，从而方程有实根的概率为：22{}(,)d d x yP X Y f x y x y ≥≥=∫∫21/2001d e d 21(1)(0)]0.1445.x y x y−==Φ−Φ=∫∫15.设X 和Y 分别表示两个不同电子器件的寿命（以小时计），并设X 和Y 相互独立，且服从同一分布，其概率密度为f （x ）=⎪⎩⎪⎨⎧>.,0,1000,10002其他x x求Z =X /Y 的概率密度.【解】如图,Z 的分布函数(){}{}Z XF z P Z z P z Y=≤=≤ （1） 当z ≤0时，()0Z F z =（2） 当0<z <1时，（这时当x =1000时,y =1000z）（如图a ） 3366102222101010()d d d d yz Z zx y zF z x y y x x y x y +∞≥==∫∫∫∫ 33610231010=d 2z zy yzy +∞⎛⎞−=⎜⎟⎝⎠∫题15图（3） 当z ≥1时，（这时当y =103时，x =103z ）（如图b ） 3366222210101010()d d d d zy Z xy zF z x y y x x y x y +∞≥==∫∫∫∫336231010101=d 12y y zy z +∞⎛⎞−=−⎜⎟⎝⎠∫即 11,1,2(),01,20,.Z z z zf z z ⎧−≥⎪⎪⎪=<<⎨⎪⎪⎪⎩其他故 21,1,21(),01,20,.Z z z f z z ⎧≥⎪⎪⎪=<<⎨⎪⎪⎪⎩其他16.设某种型号的电子管的寿命（以小时计）近似地服从N （160，202）分布.随机地选取4 只，求其中没有一只寿命小于180的概率.【解】设这四只寿命为X i （i =1,2,3,4），则X i ~N （160，202）， 从而123412{min(,,,)180}{180}{180}i P X X X X X P X P X ≥≥≥i 之间独立34{180}{180}P X P X ≥≥i 1234[1{180}][1{180}][1{180}][1{180}]P X P X P X P X =−<−<−<−<i i i44144180160[1{180}]120[1(1)](0.158)0.00063.P X ⎡−⎤⎛⎞=−<=−Φ⎜⎟⎢⎥⎝⎠⎣⎦=−Φ== 17.设X ，Y 是相互独立的随机变量，其分布律分别为P {X =k }=p （k ），k =0，1，2，…， P {Y =r }=q （r ），r =0，1，2，….证明随机变量Z =X +Y 的分布律为P {Z =i }=∑=−ik k i q k p 0)()(，i =0，1，2，….【证明】因X 和Y 所有可能值都是非负整数，所以 {}{}Z i X Y i ==+={0,}{1,1}{,0}X Y i X Y i X i Y =====−==∪∪ ∪ 于是0{}{,},ik P Z i P X k Y i k X Y =====−∑相互独立{}{}ik P X k P Y i k ===−∑i()()ik p k q i k ==−∑18.设X ，Y 是相互独立的随机变量，它们都服从参数为n ，p 的二项分布.证明Z =X +Y 服从参数为2n ，p 的二项分布.【证明】方法一：X +Y 可能取值为0，1，2，…，2n .0{}{,}ki P X Y k P X i Y k i =+====−∑00202(){}2ki ki n i k i n k ii kk n ki k n k P X i P Y k i n n p q p qi k i n n p qi k i n p q k =−−−+=−=−===−⎛⎞⎛⎞=⎜⎟⎜⎟−⎝⎠⎝⎠⎛⎞⎛⎞=⎜⎟⎜⎟−⎝⎠⎝⎠⎛⎞=⎜⎟⎝⎠∑∑∑i方法二：设μ1,μ2,…,μn ;μ1′,μ2′,…，μn ′均服从两点分布（参数为p ），则 X =μ1+μ2+…+μn ，Y =μ1′+μ2′+…+μn ′, X +Y =μ1+μ2+…+μn +μ1′+μ2′+…+μn ′,所以，X +Y 服从参数为（2n ,p ）的二项分布.（2） 求V =max （X ，Y ）的分布律； （3） 求U =min （X ，Y ）的分布律； （4） 求W =X +Y 的分布律. 【解】（1）{2,2}{2|2}{2}P X Y P X Y P Y ======5{2,2}0.051,0.252{,2}i P X Y P X i Y ========∑ {3,0}{3|0}{0}P Y X P Y X P X ======3{0,3}0.011;0.033{0,}j P X Y P X Y j ========∑ （2）{}{max(,)}{,}{,}P V i P X Y i P X i Y i P X i Y i ====<+≤=10{,}{,},i ik k P X i Y k P X k Y i −=====+==∑∑ 0,1,2,3,4,5i =所以V 的分布律为V =max （X ,Y ） 0 1 2 3 4 5 P 00.04 0.16 0.28 0.24 0.28（3） {}{min(,)}P U i P X Y i ===351{,}{,}{,}{,}k ik i P X i Y i P X i Y i P X i Y k P X k Y i ==+==≥+>====+==∑∑ 0,1,2,3,i =于是U =min （X ,Y ） 0 1 2 3 P0.28 0.30 0.25 0.17（4）类似上述过程，有W =X +Y 0 1 2 3 4 5 6 7 8 P0.02 0.06 0.13 0.19 0.24 0.19 0.12 0.0520.雷达的圆形屏幕半径为R ，设目标出现点（X ，Y ）在屏幕上服从均匀分布. （1） 求P {Y ＞0｜Y＞X }；（2） 设M =max{X ，Y }，求P {M ＞0}.题20图【解】因（X ，Y ）的联合概率密度为22221,,(,)π0,.x y R f x y R⎧+≤⎪=⎨⎪⎩其他 （1）{0,}{0|}{}P Y Y X P Y Y X P Y X >>>>=>0(,)d (,)d y y xy xf x y f x y σσ>>>=∫∫∫∫π2π/405π42π/401d d π1d d πRR r rR r r R θθ=∫∫∫∫3/83;1/24==（2） {0}{max(,)0}1{max(,)0}P M P X Y P X Y >=>=−≤00131{0,0}1(,)d 1.44x y P X Y f x y σ≤≤=−≤≤=−=−=∫∫21.设平面区域D 由曲线y =1/x 及直线y =0，x =1,x=e 2所围成，二维随机变量（X ，Y ）在区域D 上服从均匀分布，求（X ，Y ）关于X 的边缘概率密度在x =2处的值为多少？题21图【解】区域D 的面积为 22e e 0111d ln 2.S x x x===∫（X ,Y ）的联合密度函数为211,1e ,0,(,)20,.x y f x y x ⎧≤≤<≤⎪=⎨⎪⎩其他（X ，Y ）关于X 的边缘密度函数为1/2011d 1e ,()220,.x X y x f x x⎧=≤≤⎪=⎨⎪⎩∫其他 所以1(2).4X f =22.设随机变量X 和Y 相互独立，下表列出了二维随机变量（X ，Y ）联合分布律及关于X 和x 2 1/8P {Y =y j }=p j 1/6 1【解】因21{}{,}j j iji P Y y P P X x Y y ======∑,故11121{}{,}{,},P Y y P X x Y y P X x Y y ====+== 从而11111{,}.6824P X x Y y ===−= 而X 与Y 独立，故{}{}{,}i j i i P X x P Y y P X x Y y =====i ,从而11111{}{,}.624P X x P X x Y y =×==== 即：1111{}/.2464P X x ===又1111213{}{,}{,}{,},P X x P X x Y y P X x Y y P X x Y y ====+==+==即1,3111{},4248P X x Y y =++== 从而131{,}.12P X x Y y ===同理21{},2P Y y == 223{,}8P X x Y y ===又31{}1jj P Y y ===∑,故3111{}1623P Y y ==−−=. 同理23{}.4P X x == 从而23313111{,}{}{,}.3124P X x Y y P Y y P X x Y y ====−===−=故23.设某班车起点站上客人数X 服从参数为λ（λ>0）的泊松分布，每位乘客在中途下车的概率为p （0<p <1），且中途下车与否相互独立，以Y 表示在中途下车的人数，求：（1）在发车时有n 个乘客的条件下，中途有m 人下车的概率；（2）二维随机变量（X ，Y ）的概率分布.【解】（1） {|}C (1),0,0,1,2,mmn mn P Y m X n p p m n n −===−≤≤= .（2） {,}{}{|}P X n Y m P X n P Y m X n ======ie C (1),,0,1,2,.!mm n mnnp p n m n n n λλ−−=−≤≤=i 24.设随机变量X 和Y 独立，其中X 的概率分布为X ~⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛7.03.021，而Y 的概率密度为f （y ），求随机变量U =X +Y 的概率密度g （u ）.【解】设F （y ）是Y 的分布函数，则由全概率公式，知U =X +Y 的分布函数为(){}0.3{|1}0.7{|2}G u P X Y u P X Y u X P X Y u X =+≤=+≤=++≤=0.3{1|1}0.7{2|2}P Y u X P Y u X =≤−=+≤−=由于X 和Y 独立，可见()0.3{1}0.7{2}G u P Y u P Y u =≤−+≤−0.3(1)0.7(2).F u F u =−+−由此，得U 的概率密度为()()0.3(1)0.7(2)g u G u F u F u ′′′==−+−0.3(1)0.7(2).f u f u =−+−25. 设随机变量X 与Y 相互独立，且均服从区间[0,3]上的均匀分布，求P {max{X ,Y }≤1}.解：因为随即变量服从[0，3]上的均匀分布，于是有1, 03,()30, 0,3;x f x x x ⎧≤≤⎪=⎨⎪<>⎩ 1, 03,()30, 0, 3.y f y y y ⎧≤≤⎪=⎨⎪<>⎩因为X ，Y 相互独立，所以1, 03,03,(,)90, 0,0,3, 3.x y f x y x y x y ⎧≤≤≤≤⎪=⎨⎪<<>>⎩推得 1{max{,}1}9P X Y ≤=. 26. 设二维随机变量（X ，Y ）的概率分布为其中a ,b ,c 为常数，且X 的数学期望E （X ）= −0.2,P {Y ≤0|X ≤0}=0.5，记Z =X +Y .求： （1） a ,b ,c 的值； （2） Z 的概率分布； （3） P {X =Z }.解 （1） 由概率分布的性质知，a+b+c +0.6=1 即 a+b+c = 0.4. 由()0.2E X =−，可得0.1a c −+=−.再由 {0,0}0.1{00}0.5{0}0.5P X Y a b P Y X P X a b ≤≤++≤≤===≤++,得 0.3a b +=.解以上关于a ，b ，c 的三个方程得0.2,0.1,0.1a b c ===.（2） Z 的可能取值为−2，−1，0，1，2，{2}{1,1}0.2P Z P X Y =−==−=−=，{1}{1,0}{0,1}0.1P Z P X Y P X Y =−==−=+==−=，{0}{1,1}{0,0}{1,1}0.3P Z P X Y P X Y P X Y ===−=+==+==−=，{1}{1,0}{0,1}0.3P Z P X Y P X Y ====+===，{2}{1,1}0.1P Z P X Y =====，即Z 的概率分布为Z −2 −1 0 1 2 P0.2 0.1 0.3 0.3 0.1（3） {}{0}0.10.20.10.10.20.4P X Z P Y b ====++=++=.。
概率论与数理统计谢永钦 主编北京邮电大学出版社
习题一：1. 用复数的代数形式a +i b 表示下列复数。
i π/435i 13;;(2i)(43i);71i 1ie i -++++++. ①解：i 4πππecos isin 44-⎛⎫⎛⎫⎛⎫=-+-= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭②解：()()()()35i 17i 35i 198i 7i 11+7i 17i 2525+-+==-+- ③解： ()()2i 43i 834i 6i 510i ++=-++=+ ④解：()31i 1335=i i i 1i 222-+-+=-+2.求下列各复数的实部和虚部(z =x +i y )。
(z a a z a-∈+);333;;;i .n z①解： ∵设z =x +i y 又()()()()()()()22i i i i i i x a y x a y x y a x a y z a z a x y a x a y x a y -++-⎡⎤⎡⎤+--+-⎣⎦⎣⎦===+++++++∴()22222Re z a x a y z a x a y --+⎛⎫= ⎪+⎝⎭++, ()222Im z a ay z a x a y-⎛⎫= ⎪+⎝⎭++． ②解： 设z =x +i y∵()()()()()()()()323222222223223i i i 2i i 22i33iz x y x y x y x y xy x y x x y xy y x y x y x xy x y y =+=++=-++⎡⎤=--+-+⎣⎦=-+-∴()332Re 3z x xy =-,()323Im 3z x y y =-．③解：∵(()(){}33232111313188-+⎡⎤⎡⎤==--⋅-⋅+⋅-⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎝⎭()180i 18=+=∴Re 1=⎝⎭, Im 0=⎝⎭．④解：∵()()(()2332313131i 8⎡⎤--⋅-⋅+⋅-⎢⎥⎣⎦=⎝⎭()180i 18=+=∴Re 1=⎝⎭, Im 0=⎝⎭． ⑤解： ∵()()1,2i 211i,kn kn k k n k ⎧-=⎪=∈⎨=+-⋅⎪⎩ ． ∴当2n k =时，()()Re i 1kn =-，()Im i 0n =；当21n k =+时，()Re i 0n =，()()Im i 1kn =-．3. 求下列复数的模和共轭复数.①．2i -+2i 2i -+=--②．33-= 33-=-③．()()2i 32i 2i 32i ++=++．()()()()()()2i 32i 2i 32i 2i 32i 47i ++=+⋅+=-⋅-=-④．1i 1i 22++==()1i 1i 1i222++-⎛⎫== ⎪⎝⎭4. 证明：当且仅当z z =时，z 才是实数． 证明：若z z =，设i z x y =+，则有 i i x y x y +=-，从而有()2i 0y =，即y =0∴z =x 为实数．若z =x ，x ∈ ，则z x x ==． ∴z z =．命题成立．5. 设z ,w ∈ ，证明： z w z w ++≤证明：∵()()()()2z w z w z w z w z w +=+⋅+=++()()22222Re z z z w w z w wz zw z w w z wz w =⋅+⋅+⋅+⋅=++⋅+=++⋅()2222222z w z wz w z w z w ++⋅=++⋅=+≤∴z w z w ++≤．6. 设z ,w ∈ ，证明下列不等式． ()2222Re z w z z w w +=+⋅+ ()2222Re z w z z w w -=-⋅+()22222z w z w z w++-=+并给出最后一个等式的几何解释．证明：()2222Re z w z z w w +=+⋅+在上面第五题的证明已经证明了． 下面证()2222Re z w z z w w -=-⋅+．∵()()()()222z w z w z w z w z w z z w w z w-=-⋅-=--=-⋅-⋅+()222Re z z w w =-⋅+．从而得证．∴()22222z w z w z w++-=+几何意义：平行四边形两对角线平方的和等于各边的平方的和．7. 下列复数表示为指数形式或三角形式． ①．()()()()35i 17i 35i 7i 117i 17i +-+=++-3816i 198i e 5025i θ⋅--=== 其中8πarctan 19θ=-． ②．e i i θ⋅=其中π2θ=．π2e ii =③．ππi i 1e e -==④．()28π116ππ3θ-==-.∴()2πi 38π116πe--=⋅⑤．32π2πcos isin 99⎛⎫+ ⎪⎝⎭ 解：∵32π2πcos isin 199⎛⎫+= ⎪⎝⎭．∴322πi π.3i 932π2πcos isin 1e e 99⋅⎛⎫+=⋅= ⎪⎝⎭ 8. 计算⑴i 的三次根．()13ππ2π2πππ22cos sin cosisin 0,1,22233++⎛⎫+=+= ⎪⎝⎭k k i k∴1ππ1cosisin i 662=+=+z ．2551cos πi sin πi 662=+=+z3991cos πi sin πi 662=+=z ⑵-1的三次根()()132π+π2ππcos πisin πcosisin 0,1,233k k k ++=+=∴1ππ1cosisin 332=+=z 2cos πisin π1=+=-z3551cos πi sin π332=+=-z的平方根．解：πi 4e ⎫=⎪⎪⎝⎭)()1π12i 44ππ2π2π44e6cos isin 0,122k k k ⎛⎫++ ⎪=⋅+= ⎪⎝⎭∴π11i 8441ππ6cos isin 6e 88⎛⎫=⋅+=⋅ ⎪⎝⎭z911πi 8442996cos πisin π6e 88⎛⎫=⋅+=⋅ ⎪⎝⎭z ．9. 设2πi e nz ⋅=，n ≥2．证明．110n z z -+++= ．证明：∵2πi e nz ⋅= ∴1n z =，即10n z -=．∴()()1110n z z z --+++=又∵n ≥2． ∴z ≠1从而211+0n z z z -+++= . 10. 略.11. 设Γ是圆周{z : |z -c |=r }．r >0，a =c +r e i α．令∠β={z : Im z a b -⎛⎫⎪⎝⎭=0}其中b =e i β，求出∠在α切于圆周Γ的关于β的充要条件． 解：如图所示．因为∠β={z : Im z a b -⎛⎫⎪⎝⎭=0}表示通过点a 且方向与b 同向的直线，要使得直线在a 处与圆相切，则CA ⊥∠β．过C 作直线平行∠β，则有∠BCD =β，∠ACB =90° 故α-β=90° 所以∠β在α处切于圆周T 的关于β的充要条件是α-β=90°． 12. 指出下列各式中点z 所确定的平面图形，并作出草图. (1) arg z =π．表示负实轴．(2) |z -1|=|z |．表示直线z =12．(3) 1<|z +i|<2解：表示以-i 为圆心，以1和2为半径的周圆所组成的圆环城(4) Re(z )>Im z ．解：表示直线y =x 的右下半平面(5) Im z >1，且|z |<2．解：表示圆盘内的一方形城习题二1. 求映射1w z z =+下圆周||2z =的像.解：设i ,i z x y w u v =+=+则2222221i i i i i()i x y x yu v x y x y x y x y x y x y x y -+=++=++=++-++++ 因为224x y +=,所以53i 44u iv x y +=+ 所以 54u x =,34v y =+ 5344,u vx y == 所以()()2222534u v +=即()()2222531u v +=，表示椭圆.2. 在映射2w z =下，下列z 平面上的图形映射为w 平面上的什么图形，设e i w ϕρ=或i w u v =+.（1）π02,4r θ<<=； （2）π02,04r θ<<<<; (3) x=a, y=b .(a, b 为实数) 解：设222i ()2i w u v x iy x y xy =+=+=-+ 所以22,2.u x y v xy =-= (1) 记i e w ϕρ=，则π02,4r θ<<=映射成w 平面内虚轴上从O 到4i 的一段，即 π04,.2ρϕ<<=(2) 记i e w ϕρ=，则π0,024r θ<<<<映成了w 平面上扇形域，即π04,0.2ρϕ<<<<(3) 记i w u v =+，则将直线x =a 映成了22,2.u a y v ay =-=即2224().v a a u =-是以原点为焦点，张口向左的抛物线将y =b 映成了22,2.u x b v xb =-= 即2224()v b b u =+是以原点为焦点，张口向右抛物线如图所示.3. 求下列极限. (1) 21lim1z z →∞+;解：令1z t=,则,0z t →∞→.于是22201lim lim 011z t t z t →∞→==++.(2) 0Re()lim z z z→;解：设z =x +y i ，则Re()i z xz x y=+有 000Re()1limlim i 1i z x y kx z x z x kx k →→=→==++显然当取不同的值时f (z )的极限不同 所以极限不存在.（3） 2i ilim (1)z z z z →-+；解：2ii lim(1)z z z z →-+=i i i 11lim lim (i )(i)(i )2z z z z z z z z →→-==-+-+.（4） 2122lim1z zz z z z →+---.解：因为222(2)(1)2,1(1)(1)1zz z z z z z z z z z +--+-+==-+-+所以2112223limlim 112z z zz z z z z z →→+--+==-+. 4. 讨论下列函数的连续性： (1) 22,0,()0,0;xy z x y f z z ⎧≠⎪+=⎨⎪=⎩解：因为22(,)(0,0)lim ()limz x y xyf z x y →→=+,若令y =kx ,则222(,)(0,0)lim1x y xy kx y k →=++,因为当k 取不同值时，f (z )的取值不同，所以f (z )在z =0处极限不存在.从而f (z )在z =0处不连续，除z =0外连续. (2) 342,0,()0,0.x yz f z x y z ⎧≠⎪=+⎨⎪=⎩解：因为33422022x y x x yx y x y ≤≤=+, 所以342(,)(0,0)lim0(0)x y x yf x y →==+ 所以f (z )在整个z 平面连续.5. 下列函数在何处求导？并求其导数. (1) 1()(1)n f z z -=- (n 为正整数)；解：因为n 为正整数，所以f (z )在整个z 平面上可导. 1()(1)n f z n z -'=-.(2) 22()(1)(1)z f z z z -=++.解：因为f (z )为有理函数，所以f (z )在2(1)(1)0z z ++=处不可导. 从而f (z )除1,i z z =-=±外可导.2222232222(2)(1)(1)(2)[(1)(1)]()(1)(1)2543(1)(1)z z z z z z f z z z z z z z z ''-++--++'=++-+++=++(3) 38()57z f z z +=-. 解：f (z )除7=5z 外处处可导，且223(57)(38)561()(57)(57)z z f z z z --+'==---.(4) 2222()i x y x yf z x y x y +-=+++.解：因为2222222i()i i(i )(i )(1i)(1i)1i()x y x y x y x y x y z f z x y x y x y z z++--+--+++=====+++. 所以f (z )除z =0外处处可导，且2(1i)()f z z+'=-. 6. 试判断下列函数的可导性与解析性.(1) 22()i f z xy x y =+;解：22(,),(,)u x y xy v x y x y ==在全平面上可微. 22,2,2,uuvvy xy xy x xyxy∂∂∂∂====∂∂∂∂ 所以要使得u v x y ∂∂=∂∂， u v y x∂∂=-∂∂, 只有当z =0时,从而f (z )在z =0处可导，在全平面上不解析. (2) 22()i f z x y =+.解：22(,),(,)u x y x v x y y ==在全平面上可微. 2,0,0,2uu v vx y xyxy∂∂∂∂====∂∂∂∂ 只有当x=y 时,即(0,0)处有u v x y ∂∂=∂∂,u v y y∂∂=-∂∂. 所以f (z )在z =0处可导，在全平面上不解析. (3) 33()23i f z x y =+;解：33(,)2,(,)3u x y x v x y y ==在全平面上可微. 226,0,9,0uu vvx y xyxy∂∂∂∂====∂∂∂∂=时，才满足C-R 方程.从而f (z )0=处可导，在全平面不解析. (4) 2()f z z z =⋅.解：设i z x y =+，则23232()(i )(i )i()f z x y x y x xy y x y =-⋅+=+++ 3232(,),(,)u x y x xy v x y y x y =+=+ 22223,2,2,3uuvvx y xy xy y x xyxy∂∂∂∂=+===+∂∂∂∂ 所以只有当z =0时才满足C-R 方程. 从而f (z )在z =0处可导，处处不解析.7. 证明区域D 内满足下列条件之一的解析函数必为常数. (1) ()0f z '=;证明：因为()0f z '=，所以0u u x y ∂∂==∂∂,0v v x y∂∂==∂∂. 所以u ,v 为常数，于是f (z )为常数.(2) ()f z 解析.证明：设()i f z u v =-在D 内解析,则 ()u v u v x y x y ∂∂-∂∂=⇒=-∂∂∂∂ ()u v v y x y ∂-∂-∂==+∂∂∂ ,u v u vx yy x∂∂∂∂=-=∂∂∂∂ 而f (z )为解析函数，所以,u uu v x y y x∂∂∂∂==-∂∂∂∂ 所以,,v v v v x xy y ∂∂∂∂=-=-∂∂∂∂即0u u v vx y x y∂∂∂∂====∂∂∂∂ 从而v 为常数，u 为常数，即f (z )为常数.(3) Re f (z )=常数.证明：因为Re f (z )为常数，即u =C 1,0u u x y ∂∂==∂∂ 因为f (z )解析，C-R 条件成立.故0u u x y∂∂==∂∂即u =C 2 从而f (z )为常数. (4) Im f (z )=常数.证明：与（3）类似，由v =C 1得0v v x y∂∂==∂∂ 因为f(z)解析，由C-R 方程得0u u x y∂∂==∂∂,即u =C 2 所以f (z )为常数. （5） |f (z )|=常数.证明：因为|f (z )|=C ，对C 进行讨论. 若C =0，则u =0,v =0,f (z )=0为常数.若C ≠0，则f (z ) ≠0,但2()()f z f z C ⋅=，即u 2+v 2=C 2 则两边对x ,y 分别求偏导数，有220,220u v u v u v u v x x y y ∂∂∂∂⋅+⋅=⋅+⋅=∂∂∂∂利用C-R 条件，由于f (z )在D 内解析，有 u v u v x y y x ∂∂∂∂==-∂∂∂∂ 所以00uv u v x x u v v u x x ∂∂⎧⋅+⋅=⎪⎪∂∂⎨∂∂⎪⋅-⋅=⎪∂∂⎩所以0,0u vx x∂∂==∂∂ 即u =C 1,v =C 2,于是f (z )为常数. (6) arg f (z )=常数.证明：arg f (z )=常数，即arctan v C u ⎛⎫= ⎪⎝⎭,于是222222222()()(/)01(/)()()v u v uu u v u u v v u y y x x v u u u v u u v ∂∂∂∂-⋅⋅-⋅'∂∂∂∂===+++ 得00vu u v x x v u u v y y ∂∂⎧⋅-⋅=⎪∂∂⎪⎨∂∂⎪⋅-⋅=⎪∂∂⎩C-R 条件→00vu u v x xv u u v x x ∂∂⎧⋅-⋅=⎪⎪∂∂⎨∂∂⎪⋅+⋅=⎪∂∂⎩解得0u v u vx x y y∂∂∂∂====∂∂∂∂即u ,v 为常数，于是f (z )为常数. 8. 设f (z )=my 3+nx 2y +i(x 3+lxy 2)在z 平面上解析，求m,n,l 的值. 解：因为f (z )解析，从而满足C-R 条件. 222,3u u nxy my nx x y ∂∂==+∂∂ 223,2vvx ly lxy xy∂∂=+=∂∂ u v n l x y∂∂=⇒=∂∂ 3,3u vn l m y x∂∂=-⇒=-=-∂∂ 所以3,3,1n l m =-=-=.9. 试证下列函数在z 平面上解析，并求其导数. (1) f (z )=x 3+3x 2y i-3xy 2-y 3i证明：u (x,y )=x 3-3xy 2, v (x ,y )=3x 2y -y 3在全平面可微,且 222233,6,6,33u u v v x y xy xy x y x y x y ∂∂∂∂=-=-==-∂∂∂∂ 所以f (z )在全平面上满足C-R 方程，处处可导，处处解析.22222()i 336i 3(2i)3u vf z x y xy x y xy z x x∂∂'=+=-+=-+=∂∂. (2) ()e (cos sin )ie (cos sin )x x f z x y y y y y x y =-++. 证明：(,)e (cos sin ),(,)=e (cos sin )x x u x y x y y y v x y y y x y =-+处处可微，且e (cos sin )e (cos )e (cos sin cos )x x x ux y y y y x y y y y x ∂=-+=-+∂ e (sin sin cos )e (sin sin cos )x x ux y y y y x y y y y y∂=---=---∂ e (cos sin )e (sin )e (cos sin sin )x x x vy y x y y y y x y y x ∂=++=++∂ e (cos (sin )cos )e (cos sin cos )x x vy y y x y y y y x y y ∂=+-+=-+∂ 所以u v x y ∂∂=∂∂, u v y x∂∂=-∂∂所以f (z )处处可导，处处解析.()i e (cos sin cos )i(e (cos sin sin ))e cos ie sin (e cos ie sin )i (e cos ie sin )e e i e e (1)x x x x x x x x z z z z u v f z x y y y y y y x y y x xy y x y y y y y x y z ∂∂'=+=-++++∂∂=+++++=++=+ 10. 设()()333322i ,0.0.0.x y x y z f z x y z ⎧-++≠⎪=+⎨⎪=⎩求证：(1) f (z )在z =0处连续．(2)f (z )在z =0处满足柯西—黎曼方程． (3)f ′(0)不存在． 证明.(1)∵()()()()0,0,0lim ()lim ,i ,z x y f z u x y v x y →→=+而()()()()()3322,0,0,0,0lim ,lim x y x y x y u x y x y →→-=+ ∵()3322221x y xy x y x y x y -⎛⎫=-⋅+ ⎪++⎝⎭∴3322302x y x y x y --+≤≤∴()()3322,0,0lim0x y x y x y →-=+ 同理()()3322,0,0lim0x y x y x y →+=+ ∴()()()(),0,0lim00x y f z f →==∴f (z )在z =0处连续．(2)考察极限()0()0limz f z f z→-当z 沿虚轴趋向于零时，z =iy ，有()()()3200111i lim i 0lim 1i i i y y y f y f y y y →→--⎡⎤-=⋅=+⎣⎦． 当z 沿实轴趋向于零时，z =x ，有()()[]01lim 01i x f x f x→-=+ 它们分别为i ,i u v v u x x y y ∂∂∂∂+⋅-∂∂∂∂ ∴,u v u v x yy x∂∂∂∂==-∂∂∂∂ ∴满足C-R 条件．(3)当z 沿y =x 趋向于零时，有()()()()()33300i 0,01i 1i ilim lim i 21i 1ix y x y f x x f x x x x x =→=→+-+--==+++ ∴0lim z f z→∆∆不存在．即f (z )在z =0处不可导． 11. 计算下列各值．(1) e 2+i =e 2∙e i =e 2∙(cos1+isin1)(2)22π22i 33333ππ1ee ee cos isin e 332i π--⎛⎫⎡⎤⎛⎫⎛⎫=⋅=⋅-+-=⋅ ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦(3)()()2222i i222222Re eRe eeRe e cos isin ecos x y x y xy x y x y x x yxx y y y x y x y y x y -+-++++=⋅⎛⎫⎡⎤⎛⎫⎛⎫= ⋅-+-⎪⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭⎣⎦⎝⎭⎛⎫=⋅ ⎪+⎝⎭(4)()()i 2i 2i i 22i 2e e e e e e x y x y x y x-+-+---=⋅=⋅= 12. 计算下列各值．(1)()()3ln 23i iarg 23i i πarctan 2⎛⎫-+-+=- ⎪⎝⎭(2)(()ππln 3ln i arg 3ln i ln i 66⎛⎫=-=-= ⎪⎝⎭(3)ln(e i )=ln1+iarg(e i )=ln1+i=i(4)()()πln ie ln e iarg ie 1i 2=+=+13. 试讨论函数f (z )=|z |+ln z 的连续性与可导性．解：显然g (z )=|z |在复平面上连续，ln z 除负实轴及原点外处处连续． 设z =x +i y，()()()||,i ,g z z u x y v x y =+()(),,0u x y v x y ==在复平面内可微．()1222122u u x y x x y-∂∂=+⋅==∂∂00v vx y∂∂==∂∂ 故g (z )=|z |在复平面上处处不可导．从而f (x )=|z |+ln z 在复平面上处处不可导． f (z )在复平面除原点及负实轴外处处连续． 14. 计算下列各值．(1) ()()()()()1iπ1i i 2πi 1iln 1i 1i ln 1i 4ππi 2π44π2π4π2π41i eeeππe i 2π44e eππecos isin 44ππecos isin 44k k k k k -⎛⎫-⋅+ ⎪-+-⋅+⎝⎭⎛-+ ⎝+++====+-++=⋅⎡⎤⎛⎛=⋅-+- ⎢⎥⎝⎝⎣⎦⎡⎤⎛⎛=⋅-+- ⎢⎥⎝⎝⎣⎦(2)((())()()(()()(5ln 33ln 3i π2πi 3π233e cos 21isin 21cos 21πisin 21k k k k k k --+⋅++-=====++=++(3)()()ii ln1iln1i ln1i 02πi i 2πi 2π1e e e e e k k k ----⋅+⋅+-⋅=====()()()1i1iln 1i ln ππ1i ln1i 2πi 1i 2πi i 44ππππi 2π2πi i 2π2π4444π2π4π2π4e ee ee ee ππecos isin 44()4e k k k k k k k k +++⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⋅+-++- ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫---+- ⎪⎝⎭--======⋅⎛⎫⎛⎫=⋅+- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎫=⋅-⎪⎭15. 计算下列各值(1)()()()()i π5i i π5i i π5i π5555555e e e e cos π5i 22e e 1e e e e ch 5222+-+--+---+++==-+---+===-=-(2)()()()()()i 15i i 15i i 5i 5555555e e e e sin 15i 2i 2ie cos1isin1e cos1isin12ie e e e sin1i cos122---+--------==+-⋅-=+-=⋅-⋅(3)()()()()()()()()i 3i i 3ii 3i i 3i 22e e sin 3i sin 6ish22i tan 3i cos 3i e e 2ch 1sin 32----------===-+-(4) ()()()222i i 2222222222221sin e e sin ch i cos sh 2isin ch cos sh sin ch sh cos sin sh sin sh y x y x z x y x y x y x yx y y x x y x y-+-=⋅-=⋅+⋅=⋅+⋅=⋅-++⋅=+(5)(())()arcsin i i ln i i ln 1i ln 1i2π0,1,i ln 1i π2πk k k =-=-±⎧⎡⎤-+⎣⎦⎪==±⎨⎡⎤⎪-++⎣⎦⎩(6)()()()i 1i 12i i 21arctan 12i ln ln i 21i 12i 255i 11ln 5i(arctan 2k )222i 11ln 5(arctan )k 422ππππ++⎛⎫+=-=-⋅-+ ⎪-+⎝⎭⎛⎫=-+-+ ⎪⎝⎭=+-+16. 求解下列方程(1) sin z =2．解：()(((1arcsin 2ln 2i i ln 2i i1i ln 22πi 212πi ln 2,0,1,2z k k k ⎡⎤===-±⎣⎦⎡⎤⎛⎫=-±++ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎛⎫=+±+=± ⎪⎝⎭(2)e 10z -=解：e 1z =即()π1ln 1ln 2i 2πi ln 22πi 33z k k ⎛⎫=+=++=++ ⎪⎝⎭ (3)πln i 2z =解：πln i 2z = 即πi 2e i z ==(4)()ln 1i 0z -+=.解：()π1ln 1i i 2πi 2πi 44z k k ⎛⎫=+=⋅+=+ ⎪⎝⎭．习题三 1. 计算积分()2i d Cx y x x -+⎰,其中C 为从原点到1i +的直线段.解 设直线段的方程为y x =,则i z x x =+. 01x ≤≤故()()12212310i d i d(i )1i i 1i (1i)d i(1i)(1i)333Cx y x z x y x x x x x x -+=-++-=+=+⋅=+=⎰⎰⎰2. 计算积分()1d Cz z -⎰,其中积分路径C 为(1) 从点0到1i +的直线段；(2) 沿抛物线2y x =,从点0到1i +的弧段。
概率论答案(韩旭里,谢永钦) 复旦大学 修订版(7)
2
2
σ ⎛1⎞ ˆ 3 ) = ⎜ ⎟ ( D ( X 1 ) + D ( X 2 )) = D (µ , 2 ⎝2⎠
8.某车间生产的螺钉，其直径 X~N（μ，σ2） ，由过去的经验知道 σ2=0.06,今随机抽取 6 枚， 测得其长度（单位 mm）如下： 14.7 15.0 14.8 14.9 15.1 15.2 试求μ的置信概率为 0.95 的置信区间. 【解】n=6,σ2=0.06,α=1-0.95=0.05,
ˆ1 ) = E ⎜ 【证明】 （1） E ( µ
ww
w.
ˆ2 ) = E (µ ⎛ 2⎞ ⎝ 3⎠
2
ˆ1 , µ ˆ2 , µ ˆ3 都是μ的无偏估计量，并求出每一估计量的方差. 试证 µ 1 ⎞ 2 1 2 1 ⎛2 X1 + X 2 ⎟ = E ( X 1) + E ( X 2 ) = µ + µ = µ , 3 ⎠ 3 3 3 3 ⎝3
co m
5
又
【解】(1) E ( X ) = 令 所以θ的矩估计量
∫
+∞
−∞
xf ( x )dx ∫
θ
0
θ 6x2 (θ − x )dx = , 3 θ 2 θ , 2
EX = X =
ˆ = 2X . θ 4 DX , ， n
θ
ˆ) = D (2 X ) = 4 D ( X ) = (2) D (θ
n
∏x
i =1
θ −1 i
, 0 < xi < 1 ,i=1,2,…,n.
n
ln L = n ln θ + (θ − 1) ln ∏ xi
i =1 n d ln L n = + ln ∏ xi = 0 知 dθ θ i =1
概率论与数理统计(第3版)第7章 参数估计(谢永钦)
概率论与数理统计（第3版）普通高等教育“十三五”规划教材目录CONTENTS第7章参数估计第1节第2节点估计估计量的评价标准第3节区间估计01第1节点估计点估计是指把总体的未知参数估计为某个确定的值或在某个确定的点上.定义7.1矩估计法1.矩估计法的思想:用样本矩作为总体矩的估计。
当总体X的分布类型已知，但含有未知参数，可以用矩估计法获得未知参数的估计。
例题解：定理5.3 （贝努利大数定律）以n是n次独立重复试验中事件AA出现的次数. p是事件A在每次试验中发生的概率 (0<p<1),则对任意的 >0有:或证明：设X i 表示第 i 次试验中事件A 出现的次数，i=1,2,…,n,则X 1,X 2,…,X n 相互独立且均服从参数为p 的 (0-1)分布，故有 E(X i )=p, D(X i )=p(1-p) i=1,2,…,n 且 ，由契比雪夫大数定律知，对于任意的 ，有例题解:极(最)大似然估计2.(1)似然函数(a)离散型总体(b)连续型总体结论:对于离散型或连续型总体，只要知道其概率分布或密度函数，总可以得到一个关于参数θ的函数L(θ)，称之为似然函数.（2）极大似然估计例题设某工厂生产的产品不合格率为p，抽n个产品做检验，发现有m 个不合格，求p的极大似然估计.（1）写出似然函数解：（2）对L(p)取对数，得对数似然函数（3）（4）解此方程得p的极大似然估计为02第2节估计量的评价标准无偏差性1.定义7.2例题证明：有效性2.定义7.3例题一致性3.定义7.303第3节区间估计区间估计的概念1.定义7.5例题解：正态总体参数的区间估计2.例题解：感谢聆听批评指导。
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=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】
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.
（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 ={被调查学生是不努力学习的}.由题意知P（A）=0.8，P（ ）=0.2，又设B={被调查学生考试及格}.由题意知P（B|A）=0.9，P（ | ）=0.9，故由贝叶斯公式知
【解】设A={下雨}，B={下雪}.
（1）
（2）
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
或在缩减样本空间中求，此时样本点总数为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）.
（3）求五个人的生日不都在星期日的概率.
【解】（1）设A1={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（A1）= =（ ）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）= =( )5
(3)设A3={五个人的生日不都在星期日}
（1）两个数之和小于 的概率；
（2）两个数之积小于 的概率.
【解】设两数为x,y，则0<x,y<1.
（1）x+y< .
(2)xy< .
23.设P（ ）=0.3,P(B)=0.4,P(A )=0.5，求P（B｜A∪ ）
【解】
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
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）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】设A={此人是男人}，B={此人是色盲}，则由贝叶斯公式
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|xy|>30.如图阴影部分所示.
22.从（0，1）中随机地取两个数，求：
P（A3）=1P(A1)=1( )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是无放回逐件取出，可用排列法计算.样本点总数有 种，n次抽取中有m次为正品的组合数为 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 种，从NM件次品中取nm件的排列数为 种，故
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 ，则取得m件正品的概率为
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，每个部件用3只铆钉.其中有3个铆钉强度太弱.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？
《概率论与数理统计》（谢永钦）课后习题及答案
习题
4.设A，B为随机事件，且P（A）=0.7,P(AB)=0.3，求P（ ）.
【解】P（ ）=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：
（1）在什么条件下P（AB）取到最大值？
P（A）=
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）=
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 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】设A={发生一个部件强度太弱}
13.一个袋内装有大小相同的7个球，其中4个是白球，3个是黑球，从中一次抽取3个，计算至少有两个是白球的概率.
【解】设Ai={恰有i个白球}（i=2,3），显然A2与A3互斥.
故
14.有甲、乙两批种子，发芽率分别为0.8和0.7，在两批种子中各随机取一粒，求：
（1）两粒都发芽的概率；
【解】P（A∪B∪C）=P(A)+P(B)+P(C)P(AB)P(BC)P(AC)+P(ABC)
= + + =
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=
8.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；
（2）至少有一粒发芽的概率；
（3）恰有一粒发芽的概率.
【解】设Ai={第i批种子中的一粒发芽}，（i=1,2）
(1)
(2)
(3)
15.掷一枚均匀硬币直到出现3次正面才停止.
（1）问正好在第6次停止的概率；
（2）问正好在第6次停止的情况下，第5次也是出现正面的概率.
【解】（1） (2)
16.甲、乙两个篮球运动员，投篮命中率分别为0.7及0.6，每人各投了3次，求二人进球数相等的概率.