概率论与数理统计2第二章练习题答案.docx

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1、1第二章练习题(答案)一、单项选择题1已知连续型随机变量 X的分布函数为则常数 k和 b分别为 ( A )xbkxF,10,)((A) (B) (C) (D),1,0bk0,21bk21,0bk2.下列函数哪个是某随机变量的分布函数 ( A )A. f(x)= (a0); B. f(x)=22,01, 0, 求: (1) 常数 A、 B; (2) ; (3) 概率密度 f (x).2aP(1)A=1/2,B=1/; (2)1/3; (3) f(x)= 122, ,|0, |3. 若 U0,5, 求方程 +x+1=0 有实根的概率.24设连续型随机变量 的概率密度为 2,0;41,)(xkexf

2、x求(1)系数 ;(1) 的分布函数;(3) k 21,1PP5已知随机变量 X的概率密度为 求随机变量(1) ,0,)(xef XY(2) (3) 的概率分布Y2e2Y6.设 XN(0,1)求 Y=X2的概率密度。7.进行一系列独立试验,每次试验成功的概率均为 ,试求以下事件的概p率:(1)直到第 次才成功;r(2)第 次成功之前恰失败 次;k(3)在 次中取得 次成功;n)1(nr(4)直到第 次才取得 次成功。解:(1) (2)1)(rpPkrkpCP)1((3) (4)rnrnCrnrn58.投掷 n次均匀硬币,求出现正反面次数相等的概率。解 若 为奇数, 显然, 出现正反面次数不可能

3、相等, 故所求概率为 0;若 为偶数,“出现正反面次数相等”等价于“出现正反面次数各 2/n次”, 投掷 n次均匀硬币,可以看作伯努里概型,故这时概率为:nC)21(/。故所求为: 分为 偶 数 分为 奇 数 12.,02/nn。9.某科统考成绩近似服从 N(70,10),在参加统考的人数中,及格者 100人(及格分数为 60分) ,计算(1)不及格人数;(2)成绩前 10名的人数在考生中所占的比例;(3)估计排名第 10名考生的成绩。解:设考生的统考成绩为 X,XN(70,10).设参加统考的人数为 n,则 Px60=1-( )=(1 )=0.8413, =0.8413.607010 100

4、(1) 不及格人数占统考人数的 15.87%,不及格人数为 0.1587n19 人。(2) 前 10名考生所占比例为 8.4%10(3) 设第 10名考生成绩为 ,PX =0.08413,PX =0.915870分 0 0( )=0.91587, =1.37, =83.784 分。07010 07010 010.离散型随机变量 x 的分布函数 F(x)= ,且 p(x=2)= .0, 1, 1 1, 1 2+, 2 12求 a,b 及 x 的分布律.11.巴拿赫火柴盒问题:波兰数学家巴拿赫(Banach)随身带着两盒火柴,分别放在左右两个衣袋里,每盒各有 n 根火柴。每次使用时,他随机地6从其

5、中一盒中取出一根。试求他将其中一盒火柴用完,而另一盒中剩下k 根火柴的概率。解:A:“取左衣袋盒中火柴” ,B:“取右衣袋盒中火柴” 。P(A)=P(B)=1/2. 若 Banach 首次发现他左衣袋盒中火柴用完,这时事件 A 已经是第n+1 次发生了,而此时他右衣袋盒中火柴恰好剩 k 根相当于他在此前已在右衣袋中取走了 n-k 根火柴,即 B 发生了 n-k 次,即一共做了 n-k+n+1=2n-k+1 次随机试验,其中 A 发生了 n+1 次,B 发生了 n-k 次,在这 2n-k+1 次试验中,第 2n-k+1 次是 A 发生,前面的 2n-k 次试验中,A发生了 n 次, B 发生了

6、n-k 次,这时概率为 P(A)=2()() 122(12)2由对称性知,他右衣袋盒中火柴用完,而左衣袋盒中火柴恰好剩 k根的概率也是 。 122(12)2所以,将其中一盒火柴用完,而另一盒中剩下 k 根火柴的概率为。 2(12)2四、应用题1.某家电维修站保养本地区某品牌的 600台电视机,已知每台电视机的故障率为 0.005。(1)如果维修站有 4名维修工,每台只需 1人维修,求电视机能及时维修的概率。(2)维修站需配备多少维修工,才能使及时维修的概率不少于 96%。解:设同一时刻发生故障的电视机台数为 X, XB(600,0.005),由于 n7很大,而 P较小,可以利用泊松定理计算。=

7、np=3,所以PX4=1-0.1847=0.8153(查表)PXn0.96,查表知 n=6,即需配备 6名维修工。2.人寿保险问题:某单位有 2500 个职工参加某保险公司的人寿保险。根据以前的统计资料,在 1 年内每个人死亡的概率为 0.0001。每个参保人1 年付给保险公司 120 元保险费,而在死亡时其家属从保险公司领取20000 元,求(不计利息)下列事件的概率。(A)保险公司亏本。(B )保险公司 1 年获利不少于十万元。解:设这 2500 人中有 k 个人死亡。则保险公司亏本当且仅当20000k2500*120 ,即 k15.由二项概率公式知, 1 年中有 k 个人死亡的概率为 ,

8、2500 (0.0001) (0.9999)2500k=0,1,2, ,2500所以,保险公司亏本的概率P(A)=2500=162500 (0.0001) (0.9999)25000.000001 (由此可见保险公司亏本几乎不可能)保险公司 1 年获利不少于十万元等价于2500*120-20000k ,即 k10 105保险公司 1 年获利不少于十万元的概率为P(B)=10=02500 (0.0001) (0.9999)25000.999993662 (由此可见保险公司 1 年获利不少于十万元几乎是必然8的)对保险公司来说,保险费收太少了,获利将减少,保险费收太多了,参保人数将减少,获利也将减

9、少。因此在死亡率不变与参保对象已知的情况下,为了保证公司的利益,收多少保险费就是很重要的问题。(C)从而提出如下的问题:对 2500 个参保对象(每人死亡率为 0.0001)每人每年至少收多少保险费才能使公司以不低于 0.99 的概率每年获利不少于 10 万元?(赔偿费不变)由上面知,设 x 为每人每年所交保险费,由2500x-20000k ,得 x8k+40,这是一个不定方程。又因 105=0.997840.99,故 x56,即 25002=02500 (0.0001) (0.9999)2500个人每人每年交给公司 56 元保险费,就能使公司以不低于 0.99 的概率每年获利不少于 10 万

10、元。由于保险公司之间竞争激烈,为了吸引参保者,挤垮对手,保险费还可以再降低,比如 20 元,只要不亏本就行。因此保险公司将会考虑如下问题(D)在死亡率与赔偿费不变的情况下,每人每年交给保险公司 20 元保险费,保险公司至少需要吸引多少个参保者才能以不小于 0.99 的概率不亏本?解:设 y为参保人数,k 仍为参保者的死亡数,类似地有 20y-20000k0,即 y1000k, 此仍是一个不定方程。当 k=1,y1000,=0.0904911000 (0.0001)1 (0.9999)100019又 =0.90483,从而 (0.9999)1000=0.995321=01000 (0.0001)

11、 (0.9999)1000所以保险公司只需吸引 1000 个人参保就能以不小于 0.99 的概率不亏本。五、证明题1.设随机变量 具有对称的分布密度函数 )(xp,即 )(xp,记它的分布函数为 )(xF。证明对任意的 0a,有(1) dxpa0)(21;(2) )()|(P;(3) 1|aF。解(1)由于 )(xp, 故 adxp)(ax)(, aadxp00)()(,0,2)(dxp因而 1Fxdpaa , aaa dxpdxpxdxpF 000 )(21)()()()(, 即证(1)式;(2)由(1)式, 1)(2)| aFFP ,即得(2)式; (3)由(2)式, )()1(2)|(1)|( aa 即得(3)式。

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