[概率论]期末考试答案及解题思路

一、单项选择题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)

1.设随机事件A,B满足P(AB)=0,则下列各选项中正确的是____D____ (A) A,B互不相容

(B) A,B独立 (D) P(A−B)=P(A)

(C) P(A)=0或P(B)=0

解:因为不可能事件是零概率事件,零概率事件未必是不可能事件,所以选项A是错误的;

A,B独立的充分必要条件是P(AB)=P(A)P(B),选项B、C不一定成立.事实上,从

2.设甲、乙两人独立地向同一目标进行射击,每人射击1次,命中率分别为0.6和0.5,则在目标被击中的条件下,甲击中目标的概率为____C____ (A)

353 5114

(D)

6

11

考点:全概率公式和贝叶斯公式

3.某厂产品的次品率为0.0055,在它生产的999件产品中,出现____B____件次品的概率最大.

(A) 4 (B) 5 (C) 6 (D) 7 考点:二项分布的最可能取值(课本P.63定理2)

4.10个球中只有1个红球,有放回地抽取,每次取一个球,设1≤k≤n,则随机事件“直到第n次抽取,红球才第k次出现”的概率为____C____

⎛1⎞⎛9⎞(A) ⎜⎟⎜⎟

⎝10⎠⎝10⎠

k

kn−k

n−k

k⎛1⎞⎛9⎞(B) Cn⎜⎟⎜⎟⎝10⎠⎝10⎠

kn−k

n−k

(C) C

k−1n−1

⎛1⎞⎛9⎞⎜⎟⎜⎟⎝10⎠⎝10⎠

(D) C

k−1n−1

⎛1⎞⎜⎟⎝10⎠

k−1

⎛9⎞⎜⎟⎝10⎠

解法一:直接利用负二项分布的分布律求解(课本P.71);

解法二:利用伯努利试验序列求解.假设Ai表示“第i次抽取得到红球”,其中i=1,2,L,

抽取一定得到红球,所求概率就是

5.设连续型随机变量ξ的密度函数和分布函数分别为f(x)、F(x),则下列各选项中正确的是____A____ (A) 0≤F(x)≤1

(B) f(x)在(−∞,+∞)内连续 (D) P(ξ=x

)=F(x)

(C) P(ξ=x)=f(x)

解:因为均匀分布的密度函数不是连续函数,所以选项B是错误的;对于连续型随机变量而言,对任意的常数值x,总有P(ξ=x)=0.(课本P.95),所以选项C、D也是错误的.

6.设ξ服从正态分布,其密度函数f(x)=正确的是____A____

−x

2

+2x−1

(−∞

1

21

(C) Eξ=2

,Dξ=

(A) Eξ=1,Dξ=

(B) Eξ=1,Dξ=

1 41

(D) Eξ=2,Dξ=

二、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)

1.设随机事件A,B互不相容且P(A)=a,P(B)=b,则P(I=1−a−b 解:

2.设随机变量ξ服从参数为λ的泊松分布且P(ξ=1)=P(ξ=2),则λ=2 考点:泊松分布的分布律,其中λ>0.

π⎧

cos,

为待定参数,则

3.设连续型随机变量ξ的密度函数f(x)=⎨

π⎪0,x≥

⎪⎩2

π⎞⎛

P⎜0

4.设二维离散型随机变量(ξ,η)的联合分布律为

若ξ和η相互独立,则s=

2,t= 99

说明:课本P.164第13题.

⎛ξ2⎞⎛ξ⎞1

5.设ξ存在非负的数学期望且E⎜−1⎟=2,D⎜−1⎟=,则Eξ=2

⎝2⎠2⎝2⎠

2

于是(Eξ)=E

(ξ)−Dξ=4,Eξ=2.

2

6.设ξ在区间(−1,b)上服从均匀分布,若根据切比雪夫不等式可得P

,则(ξ−1

3

b=3

ξ

三、(共8分)设离散型随机变量ξ的分布律为

−11

2

01

,求:

pi

(1) 参数a的值(4分); (2) ξ的分布函数(4

分). 解:

1−2aa2

四、(10分)设ξ和η是两个独立的随机变量,已知ξ~N(0,1),η~U(−π,π),令ζ=ξ+η,试利用标准正态分布的分布函数Φ(x)表示ζ的密度函数fζ(z). 解:因为ξ和η相互独立,所以 解法1:

解法2:

五、(共10分)某电站供应一万户用电,在用电高峰期,每户用电的概率为0.9,且各用户是否用电是相互独立的.试根据中心极限定理计算:若各用户需要的电功率为Q千瓦,则电站至少应该提供多少电功率,才能以不低于0.95的概率满足用电需求. 附表:

x1.601.611.621.631.641.651.661.67

Φ(x)0.94520.94630.94740.94840.94950.95050.95150.9525

解:设ξ表示在用电高峰期同时用电的用户数,则ξ~B(10000,0.9),Eξ=9000,

Dξ=900.

问题归结为满足P(0≤ξ≤m)≥0.95的最小正整数m,于是电站需要提供的电功率至少为

mQ千瓦.

用电需求.

六、(共12分)设某仪器由两个部件构成,ξ和η分别表示这两个部件的寿命(千小时),

−0.5x

⎧1−e−0.5y),x>0,y>0)(⎪(1−e

,试求: 已知(ξ,η)的联合分布函数F(x,y)=⎨

其它0,⎪⎩

; (1) 边缘分布函数Fξ(x)及边缘密度函数fξ(x)(6分). (2) P(2

(1) Fξ(x)=F(x,+∞)=limF(x,y)=⎨

y→+∞

x≤0⎧0,

−0.5x

1e,x0

−>⎩

(2) P(2

代入数据化简,可得P(2

(

−1

−52

)

⎧122

⎪,x+y≤1

七、(12分)设二维随机变量(ξ,η)的联合密度函数f(x,y)=⎨π,证明:

⎪其它⎩0,

(1) (2)

ξ和η不独立(6分); ξ和η不相关(6分).

证明:

因为f(x,y)≠fξ(x)fη(y),所以ξ和η不独立.

最后一个等号成立是因为奇函数在(−1,1)的积分一定等于零.

所以Cov(ξ,η)=E(ξη)−EξEη=0,即ξ和η不相关.

一、单项选择题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)

1.设随机事件A,B满足P(AB)=0,则下列各选项中正确的是____D____ (A) A,B互不相容

(B) A,B独立 (D) P(A−B)=P(A)

(C) P(A)=0或P(B)=0

解:因为不可能事件是零概率事件,零概率事件未必是不可能事件,所以选项A是错误的;

A,B独立的充分必要条件是P(AB)=P(A)P(B),选项B、C不一定成立.事实上,从

2.设甲、乙两人独立地向同一目标进行射击,每人射击1次,命中率分别为0.6和0.5,则在目标被击中的条件下,甲击中目标的概率为____C____ (A)

353 5114

(D)

6

11

考点:全概率公式和贝叶斯公式

3.某厂产品的次品率为0.0055,在它生产的999件产品中,出现____B____件次品的概率最大.

(A) 4 (B) 5 (C) 6 (D) 7 考点:二项分布的最可能取值(课本P.63定理2)

4.10个球中只有1个红球,有放回地抽取,每次取一个球,设1≤k≤n,则随机事件“直到第n次抽取,红球才第k次出现”的概率为____C____

⎛1⎞⎛9⎞(A) ⎜⎟⎜⎟

⎝10⎠⎝10⎠

k

kn−k

n−k

k⎛1⎞⎛9⎞(B) Cn⎜⎟⎜⎟⎝10⎠⎝10⎠

kn−k

n−k

(C) C

k−1n−1

⎛1⎞⎛9⎞⎜⎟⎜⎟⎝10⎠⎝10⎠

(D) C

k−1n−1

⎛1⎞⎜⎟⎝10⎠

k−1

⎛9⎞⎜⎟⎝10⎠

解法一:直接利用负二项分布的分布律求解(课本P.71);

解法二:利用伯努利试验序列求解.假设Ai表示“第i次抽取得到红球”,其中i=1,2,L,

抽取一定得到红球,所求概率就是

5.设连续型随机变量ξ的密度函数和分布函数分别为f(x)、F(x),则下列各选项中正确的是____A____ (A) 0≤F(x)≤1

(B) f(x)在(−∞,+∞)内连续 (D) P(ξ=x

)=F(x)

(C) P(ξ=x)=f(x)

解:因为均匀分布的密度函数不是连续函数,所以选项B是错误的;对于连续型随机变量而言,对任意的常数值x,总有P(ξ=x)=0.(课本P.95),所以选项C、D也是错误的.

6.设ξ服从正态分布,其密度函数f(x)=正确的是____A____

−x

2

+2x−1

(−∞

1

21

(C) Eξ=2

,Dξ=

(A) Eξ=1,Dξ=

(B) Eξ=1,Dξ=

1 41

(D) Eξ=2,Dξ=

二、填空题(本大题共6小题,每小题4分,共24分)

1.设随机事件A,B互不相容且P(A)=a,P(B)=b,则P(I=1−a−b 解:

2.设随机变量ξ服从参数为λ的泊松分布且P(ξ=1)=P(ξ=2),则λ=2 考点:泊松分布的分布律,其中λ>0.

π⎧

cos,

为待定参数,则

3.设连续型随机变量ξ的密度函数f(x)=⎨

π⎪0,x≥

⎪⎩2

π⎞⎛

P⎜0

4.设二维离散型随机变量(ξ,η)的联合分布律为

若ξ和η相互独立,则s=

2,t= 99

说明:课本P.164第13题.

⎛ξ2⎞⎛ξ⎞1

5.设ξ存在非负的数学期望且E⎜−1⎟=2,D⎜−1⎟=,则Eξ=2

⎝2⎠2⎝2⎠

2

于是(Eξ)=E

(ξ)−Dξ=4,Eξ=2.

2

6.设ξ在区间(−1,b)上服从均匀分布,若根据切比雪夫不等式可得P

,则(ξ−1

3

b=3

ξ

三、(共8分)设离散型随机变量ξ的分布律为

−11

2

01

,求:

pi

(1) 参数a的值(4分); (2) ξ的分布函数(4

分). 解:

1−2aa2

四、(10分)设ξ和η是两个独立的随机变量,已知ξ~N(0,1),η~U(−π,π),令ζ=ξ+η,试利用标准正态分布的分布函数Φ(x)表示ζ的密度函数fζ(z). 解:因为ξ和η相互独立,所以 解法1:

解法2:

五、(共10分)某电站供应一万户用电,在用电高峰期,每户用电的概率为0.9,且各用户是否用电是相互独立的.试根据中心极限定理计算:若各用户需要的电功率为Q千瓦,则电站至少应该提供多少电功率,才能以不低于0.95的概率满足用电需求. 附表:

x1.601.611.621.631.641.651.661.67

Φ(x)0.94520.94630.94740.94840.94950.95050.95150.9525

解:设ξ表示在用电高峰期同时用电的用户数,则ξ~B(10000,0.9),Eξ=9000,

Dξ=900.

问题归结为满足P(0≤ξ≤m)≥0.95的最小正整数m,于是电站需要提供的电功率至少为

mQ千瓦.

用电需求.

六、(共12分)设某仪器由两个部件构成,ξ和η分别表示这两个部件的寿命(千小时),

−0.5x

⎧1−e−0.5y),x>0,y>0)(⎪(1−e

,试求: 已知(ξ,η)的联合分布函数F(x,y)=⎨

其它0,⎪⎩

; (1) 边缘分布函数Fξ(x)及边缘密度函数fξ(x)(6分). (2) P(2

(1) Fξ(x)=F(x,+∞)=limF(x,y)=⎨

y→+∞

x≤0⎧0,

−0.5x

1e,x0

−>⎩

(2) P(2

代入数据化简,可得P(2

(

−1

−52

)

⎧122

⎪,x+y≤1

七、(12分)设二维随机变量(ξ,η)的联合密度函数f(x,y)=⎨π,证明:

⎪其它⎩0,

(1) (2)

ξ和η不独立(6分); ξ和η不相关(6分).

证明:

因为f(x,y)≠fξ(x)fη(y),所以ξ和η不独立.

最后一个等号成立是因为奇函数在(−1,1)的积分一定等于零.

所以Cov(ξ,η)=E(ξη)−EξEη=0,即ξ和η不相关.


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