概率论与数理统计第四版-课后习题答案_盛骤__浙江大学

温柔似野鬼°
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2021年01月28日 18:59
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2021年1月28日发(作者:爱不分歌词)


完全版

概率论与数理统计习题答案

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.[

]

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)

[

] 1


o
1
n

100

S



,




n
表小班人数

n


n
n

3
)生产产品直到得到
10
件 正品,记录生产产品的总件数。

[

] 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。


[

] (3)


S=
{00

100

0100

010 1

1010

0110

1100

0 111

1011

1101

1110

1111

}
2.[

]


A< br>,
B

C
为三事件,用
A

B
,< br>C
的运算关系表示下列事件。


1

A
发 生,
B

C
不发生。

表示为:

A
B
C

A


(
AB+AC
)

A


(
B

C
)

2

A

B
都发生,而
C
不发生。

表示为:

AB
C

AB

ABC

AB

C



3

A

B

C
中至少有一个发生


4

A

B
C
都发生,



表示为:
A+B+C

表示为:
ABC
表示为:
A
B
C

S


(
A+B+C)

A

B

C


5

A

B

C
都不发生,< br>

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< br>
相当于
A
B
,
B
C
,
A
C
中至少有一个发生。故


表示为:
A
B
B
C

A
C



7
A

B

C
中不多于二个发生。

相当于:< br>A
,
B
,
C
中至少有一个发生。故


表示为:
A

B

C

ABC


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
+
AC

6.[

]


A

B
是两事件且
P
(
A
)=0.6

P
(
B
)=0.7.

(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

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

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


7.[

]

A

B
C
是三事件,且
P
(
A
)

P(
B
)

P
(
C
)

P(
AC
)

1
.

A

B

C
至少有一个发生的概率。

8
1
,
P
(
AB
)

P
(
BC
)

0

4
解:
P
(< br>A

B

C
至少有一个发生
)=
P
(
A
+
B
+
C
)=
P
(
A
)+
P
(
B
)+
P
(
C
)

P
(
AB
)

P
(
BC
)

P
(
AC
)+
P
(
ABC
)=
3
1
5


0


4
8
8

8.[

]

在一标 准英语字典中具有
55
个由二个不相同的字母新组成的单词,若从
26
个英语 字母中任取两个字母予以排列,问能排成上述单词的概率是多少?


A
表“能排成上述单词”

2


< br>从
26
个任选两个来排列,排法有
A
26
种。每种排法等可能 。

字典中的二个不同字母组成的单词:
55







P
(
A
)

55
11


2
130
A
26
9.

在电话号码薄 中任取一个电话号码,求后面四个数全不相同的概率。
(设后面
4
个数中的每一个数都 是等可能性地取自
0

1

2
„„
9
)< br>

A
表“后四个数全不同”




后四个数的排法有
10
4
种,每种排法等可能。

4
后四个数全不同的排法有
A
10





4
A
10
P
(
A
)

4

0
.
504

10
10.[

]

在房间里有
10
人 。分别佩代着从
1
号到
10
号的纪念章,任意选
3
人记录< br>其纪念章的号码。


1
)求最小的号码为
5
的概率。

记“三人纪念章的最小号码为
5
”为事件
A

10




10
人中任选
3
人 为一组:选法有


3

种,且每种选法等可能。



5

又事件
A
相当于:有一人号码为
5,其余
2
人号码大于
5
。这种组合的种数有
1



2








5

1



2




1

P
(
A
)

1 2

10


3




2
)求最大的号码为
5
的概率。


10
记“三人中最大的号码为
5
”为事件
B
,同上
10
人中 任选
3
人,选法有


3

种,且

4

每种选法等可能,
又事件
B
相当于:
有 一人号码为
5

其余
2
人号码小于
5

选 法有
1



2









4

1



2




1

P
(
B
)

20

10


3
< br>

11.[

]

某油漆公司发出
17
桶油漆,其中白漆
10
桶、黑漆
4
桶,红漆
3
桶。 在搬
运中所标笺脱落,交货人随意将这些标笺重新贴,问一个定货
4
桶白漆,
3
桶黑漆和
2
桶红漆顾客,按所定的颜色如数得到定货的概率是多少?

记所求事件为
A


9

17
桶中任取< br>9
桶的取法有
C
17
种,且每种取法等可能。

4< br>3
2

C
4

C
3
取得
4

3

2
红的取法有
C
10





4
3
2
C
10

C
4

C
3
252

P
(A
)


6
2431
C
17
12.[

]


1500
个产品中有
400
个 次品,
1100
个正品,任意取
200
个。


1
)求恰有
90
个次品的概率。

记“恰有
90
个次品”为事件
A

1500





1500
个产品中任 取
200
个,取法有


200

种,每种取法等 可能。



400


1100
200
个产品恰有
90
个次品,取法有


90


110












4 00


1100


90


110






P
(
A)


1500


200



2
)至少有
2
个次品的概率。


记:
A
表“至少有
2
个次品”

B
0表“不含有次品”

B
1
表“只含有一个次品”
,同上,
200
个产品不含次品,取法
1100


400

1100




200

种,< br>200
个产品含一个次品,取法有

1


199< br>












A

B
0

B
1

B
0

B
1
互不相容。




< br>
1100


400


1100



1


199


< br>
200







P
(
A
)

1

P
(
A
)

1

[
P
(
B
0
)

P
(
B
1
)]

1





1500
1500







200


200








13.[

]


5
双不同鞋子中任取
4
只,
4
只鞋子 中至少有
2
只配成一双的概率是多少?


A
表“
4
只全中至少有两支配成一对”


A
表“
4
只人不配对”

10





10
只中任取
4
只,取法有


4

种,每种取法等可能。



4
只都不配对,可在
5
双中任取
4双,再在
4
双中的每一双里任取一只。取法有

5


2
4


4




P
(
A
)

4
C
5

2
4
4
C
10

8
21
8
13
21
21

P
(
A
)

1

P
(
A
)

1

15.[
十一< br>]

将三个球随机地放入
4
个杯子中去,
问杯子中球的最大 个数分别是
1

2

3
,的概率各为多少?


A
i
表“杯中球的最大个数为
i
个”

i=
1,2,3,
三只球放入四只杯中,放法有
4
3
种,每种放法等可能


A
1
:必须三球放入三杯中,每杯只放一球。放法
4
³
3< br>³
2
种。







(
选排列:好比
3
个球在
4
个位置做排列
) P
(
A
1
)

4

3
2
6


3
16
4

2

4

3
种。


A
2
:必须三球放入两杯,一杯装一球,一杯装两球。放法有
C
3
2
(

3
个球中选
2
个球,选法有
C
3
,再将 此两个球放入一个杯中,选法有
4
种,最后将剩余的
1
球放入其余的一个杯中 ,选法有
3
种。

2
C
3

4

3
P
(
A
2
)

4
3

9

16

A
3
:必须三球都放入一杯中。放法有
4
种。
(
只需从
4
个杯中选
1
个杯子,放 入此
3
个球,选法有
4

)
P
(
A
3
)

4
1


3
16
4
16.[
十二
]

50
个铆钉随机地取来用在
10
个部件,
其中有三个铆钉强度太弱,
每个部
件用
3
只铆钉,若将三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,
问发生一个部件强度太弱的概率是多少?


A
表“
10
个部件中有一个部件强度太弱”


法一:用古典概率作:

把随机试验
E
看作是用三个钉一组,
三个钉一组去铆完
10
个部件
(在三个钉的一组
中不分先后次序。但
10
组钉铆完
10
个部件要分先后次序)

3
3
3
3

C
47

C
44


C
23

E
:铆法有
C
50
种,每 种装法等可能

3
3
3
3

C
47

C
44


C
23

A
:三 个次钉必须铆在一个部件上。这种铆法有〔
C
3

×
10


3
3
3
3
[
C
3

C
47

C
44



C
23]

10
3
3
3
C
50

C
47




C
23
P
(
A
)


1

0
.
00051

1960
法二:用古典概率作

把试验
E
看作是在
50
个钉中任选
30
个钉排成一列,
顺次钉下去,
直到把部件铆完。
(铆钉要计先后次序)

3

E
:铆法有
A
50
种,每种铆法等可能


A
:三支次钉必须铆在“
1

2

3
”位置上或“
4

5

6
”位置上,„或“
28

29


3< br>27
3
27
3
27
3
27
30
”位 置上。这种铆法有
A
3



A
47
< br>A
3

A
47




A
3

A
47

10

A
3

A
47
P
(
A
)

3
27< br>10

A
3

A
47
30
A
50

1

0
.
00051

1960
17.[
十三
]

已知
P
(< br>A
)

0
.
3
,
P
(
B< br>)

0
.
4
,
P
(
A
B< br>)

0
.
5
,

P
(
B< br>|
A

B
)


解一:


P
(
A
)

1

P
(
A
)

0
.
7
,
P
(
B
)

1

P
(
B
)

0
.
6
,
A

AS

A
(
B

B
)

AB

A
B
注意
(AB
)(
A
B
)


.
故有

P
(
AB
)=
P
(
A
)

P
(
A
B
)=0.7

0.5=0.2


再由加法定理,

P
(
A

B
)=
P
(
A
)+
P
(
B
)

P
(
A
B
)=0.7+0.6

0.5=0.8
于 是
P
(
B
|
A

B
)

P
[
B
(
A

B
)]
P
(
AB
)
0
.
2



0
.25

P
(
A

B
)
P
(< br>A

B
)
0
.
8
解二
:
P
(
A
B
)

P
(
A
)
P
(
B
|
A
)

由已知



05

07

P
(
B
|
A< br>)

P
(
B
|
A
)

0< br>.
5
5
2
1


P
(
B< br>|
A
)

 故 
P
(
AB
)

P
(
A
)
P
(
B
|
A
)

0
.
7
7
7
5
1
P
(
BA

B
B
)
P
(
BA
)< br>5
P
(
B
|
A

B
)
定义



0
.
25
P
(
A

B
)
P
(
A
)

P
(
B
)

P
(
A
B
)
0
.
7

0
.
6

0
.
5


18.[
十四
]

P
(
A
)

1
1
1
,
P
(
B
|
A
)

,
P
(
A
|
B
)

,

P
(
A

B
)


4
3
2
1
1

定义
P
(
AB
)
P
(
A
)
P
(
B
|
A
)
由已知条件
1
4
3

P
(
B
)

1










解:

P
(
A
|
B
)
P
(
B
)
P
(
B
)
2
P
(
B
)
6
由乘法公式,得
P
(
AB< br>)

P
(
A
)
P
(
B
|< br>A
)

1

12

由加法公式,得
P
(
A

B
)

P
(
A
)

P
(
B
)

P
(
AB
)

1
1
1
1




4
6
12
3
19.[
十五
]

掷两颗骰子,
已知两颗骰子点数之和为
7

求其中有一颗为
1
点的概率
(用
两种方法)


解:
(方法一)
( 在缩小的样本空间
SB
中求
P(A|B)
,即将事件
B
作为 样本空间,求
事件
A
发生的概率)


掷两颗骰子的试验结果为一有序数组(
x
,
y


x
,
y
=1,2,3,4,5,6
)并且满足
x
,+
y
=7
,则
样本空间为

S={(
x
,
y
)| (1, 6 ), (6, 1), (2, 5), (5, 2), (3, 4), (4, 3)}
每种结果(
x
,
y
)等可能。

A={
掷二骰子,点数和为
7
时,其中有一颗为
1
点。故
P
(A
)

2
1

}
6
3
方法 二:
(用公式
P
(
A
|
B
)

P
(
AB
)

P
(
B
)
S={(
x
,
y
)|
x
=1,2,3,4,5,6;
y
= 1,2,3,4,5,6}}
每种结果均可能

A=
“掷两颗骰子,
x
,
y
中有一个为“
1”点”

B=
“掷两颗骰子,
x
,+
y
=7< br>”
。则
P
(
B
)

6
1
2



,
P
(
AB
)

6
2
6
6
2
2
2
P
(
AB
)
2
1
6





P
(
A
|
B
)

P
(
B
)
1
6
3
6
20.[
十六
]

据以往资 料表明,某一
3
口之家,患某种传染病的概率有以下规律:
P
(
A< br>)=
P
{
孩子得病
}=0.6

P
(B
|
A
)=
P
{
母亲得病
|
孩子得病
}=0.5

P
(
C
|
AB
)=
P
{
父亲得病
|
母亲
及孩子得病
}=0.4
。求 母亲及孩子得病但父亲未得病的概率。

解:所求概率为
P
(
AB
C
)
(注意:由于“母病”

“孩病”

“父病” 都是随机事件,
这里不是求
P
(
C
|AB
)
P
(
AB
)=
P
(
A
)=
P
(
B
|
A
)=0.6×
0.5=0.3,
P
(
C
|AB
)=1

P
(
C
|
AB
)=1

0.4=0.6.
从而
P
(
AB
C
)=
P
(
AB
) ·

P
(
C
|AB
)=0.3×
0.6=0.18.
21.[
十七
]

已知
10
只晶体管中有
2
只次品,在其中取二次,每次随机地取一只,作

不放回抽样,求下列事件的概率。


1
)二只都是正品(记为事件
A


法一:用组合做


10
只中任取两只来组合,每一个组合看作一个 基本结果,每种
取法等可能。

C
8
2
28
P(
A
)

2


0
.
62< br>
C
10
45
法二:用排列做


10只中任取两个来排列,每一个排列看作一个基本结果,每个
排列等可能。

2A
8
2
A
10
P
(
A
)
< br>

28

45
法三:用事件的运算和概率计算法则来作。


A
1< br>,
A
2
分别表第一、二次取得正品。

P
(
A
)

P
(
A
1
A
2
)

P
(
A
)
P
(
A
2
|
A
1
)


2
)二只都是次品(记为事件
B


8
7
28



10
9
45
法一:


P< br>(
B
)

2
C
2
2
C
10

1

45
法二:


P
(B
)

2
A
2
2
A
10
< br>1

45
法三:


P
(
B
)

P
(
A
1
A
2
)

P
(
A
1
)
P
(
A
2
|
A
1
)

2
1
1



10
9
45

3
)一只是正品,一只是次品(记为事件
C


法一:


P
(
C
)

1
1
C
8

C
2
2
C
10

16

45

1
1
2
(
C
8

C
2
)

A
2
2
A
10
法二:


P
(
C
)


16

45
法三:


P
(
C
)
P
(
A
1
A
2

A
1
A2
)

A
1
A
2

A
1A
2
互斥



P
(
A
1< br>)
P
(
A
2
|
A
1
)
< br>P
(
A
1
)
P
(
A
2
|< br>A
1
)

2
8
16
8
2




10
9
10
9
45
4
)第二次取出的是次品(记为事件
D


法一:因为要注意第一、第二次的顺序。不能用组合作,

法二:


P
(
D
)

1
1
A
9

A
2
2
A
10

1

5
法三:





P
(
D
)

P
(
A
1
A
2

A
1
A
2
)

A
1
A
2

A
1
A
2
互斥







P
(
A
1
)
P
(
A
2
|
A
1
)

P
(
A
1
)
P
(
A
2
|
A
1
)

8
2
2
1
1





10
9
10
9
5
22.[
十八
]

某人忘记了电话号码的最后一个数字,因而随机的拨号,求他拨号不超
过三次而接通 所需的电话的概率是多少?如果已知最后一个数字是奇数,那么此概率是
多少?


H
表拨号不超过三次而能接通。

A
i
表第
i
次拨号能接通。

注意:第一次拨号不通,第二拨号就不再拨这个号码。



H
A
1

A
1
A
2

A1
A
2
A
3
 三种情况互斥
P
(
H< br>)

P
(
A
1
)

P
(< br>A
1
)
P
(
A
2
|
A
1< br>)

P
(
A
1
)
P
(
A< br>2
|
A
1
)
P
(
A
3
|< br>A
1
A
2
)



1
9< br>1
9
8
1
3




< br>
10
10
9
10
9
8
10
如果已 知最后一个数字是奇数(记为事件
B
)问题变为在
B
已发生的条件下,求H
再发生的概率。

P
(
H
|
B
)< br>
PA
1
|
B

A
1
A
2
|
B

A
1
A
2
A
3
|
B
)









P
(
A
1
|
B
)

P
(
A
1
|
B
)
P
(
A
2
|
B
A
1
)

P
(
A
1
|
B
)
P
(
A
2
|
B
A
1
)
P
(
A
3
|
B
A
1
A
2
)










1
4
1
4
3
1
3







5
5
4
5
4
3
5
24.[
十九
]

设 有甲、乙二袋,甲袋中装有
n
只白球
m
只红球,乙袋中装有
N
只白球
M
只红球,今从甲袋中任取一球放入乙袋中,再从乙袋中任取一球,问取到(即从乙袋
中取到)白球的概率是多少?(此为第三版
19

(1)



A
1

A
2
分别表“从甲袋中取得白球,红球放 入乙袋”

再记
B
表“再从乙袋中取得白球”








B
=
A
1
B
+
A
2
B

A
1

A
2
互斥

P
(
B
)=
P
(
A
1
)
P
(
B
|
A
1
)+
P
(
A
2
)
P
(
B
|
A
2
)












=
n
N

1
m
N




n

m
N

M

1
n

m
N

M

1
[
十九
](2)
第一只盒子装有
5
只红球,
4
只白球;
第二只盒 子装有
4
只红球,
5
只白球。
先从第一盒子中任取
2
只球放入第二盒中去,然后从第二盒子中任取一只球,求取到白
球的概率。

C
1
为“从第一盒子中取得
2
只红球”




C
2
为“从第一盒子中取得
2
只白球”




C
3
为“从第一盒子中取得
1
只红球,
1
只白球”


D
为“从第二盒子中取得白球”
,显然< br>C
1

C
2

C
3
两两互斥,C
1

C
2

C
3
=
S,由全
概率公式,有

P
(
D
)=
P
(
C
1
)
P
(
D|C
1
)+
P
(
C
2
)
P
(
D|C
2
)+
P
(
C
3
)
P
(
D| C
3
)

1
1
2
C
5
2
5
C
4

C
4
7
C
5
6
53

2









2


2
11
99
C
9
11
C
9
11
C
9
26.[
二十一< br>]

已知男人中有
5%
是色盲患者,女人中有
0.25%< br>是色盲患者。今从男女
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:
A
1
={
男人
}

A
2
={
女人
}

B={
色盲
}
,显然
A
1

A
2
=
S

A< br>1
A
2
=
φ

由已知条件知
P
(
A
1
)

P
(
A
2
)

1
P
(
B
|
A
1
)

5
%,
P
(
B
|
A
2
)

0
.
25
%

2


由贝叶斯公式,有

1
5

P
(
A
1
B
)
P
(
A
1
)
P
(
B
|
A
1
)
20
2
100
P
(
A
1
|
B
)




1
25
P
(
B
)
P
(
A
1
)
P
(
B
|
A
1
)

P
(
A
2
)
P
(
B
|
A
2
)
1
5
21



2
100
2< br>10000

[
二十二
]

一学生接连参加同一课 程的两次考试。第一次及格的概率为
P
,若第一次
P
及格则第二次及格的概率 也为
P

若第一次不及格则第二次及格的概率为

1
若至少
2
有一次及格则他能取得某种资格,求他取得该资格的概率。

2
)若已知他第二次已经及
格,求他第一次及格的概率。

解:
Ai
={
他第
i
次及格
}

i=1,2

已知
P
(
A
1
)=
P
(< br>A
2
|
A
1
)=
P

P
(
A
2
|
A
1
)

P

2

1

B
={
至少有一次及格
}
}

A
1
A
2

所以
B

{
两次均不及格

P
(
B
)

1

P
(
B
)

1

P
(
A
1
A
2
)

1

P
(
A
1
)
P
(
A
2
|
A
1
)









1

[
1

P
(
A
1
)][
1

P
(
A
2
|
A
1)]








< br>1

(
1

P
)(
1

P
3
1
)

P

P
2

2
2
2


*


定义
P
(
A
1
A
2
)

2

P
(
A
1
A
2
)

P
(
A
2
)
由乘法公式,有
P
(
A
1
A
2
)=
P
(
A
1
)
P
(
A
2
|
A
1
) = P
2

由全概率公式,有
P
(
A
2
)

P
(
A
1
)
P
(
A
2
|
A
1
)

P
(
A
1
)
P
(
A
2
|
A
1
)


P

P

(
1

P
)























P
2
P
2
P


2
2

将以上两个结果代入(
*
)得
P
(
A
1
|
A
2
)

P
2
P
2
P

2
2

2
P

P

1

28.[
二十五
]

某人下午
5:00
下班,他所积累的资料表明:


到家时间

乘地铁到

0.10
家的概率

乘汽车到

0.30
家的概率

某日他抛一枚硬币决定乘 地铁还是乘汽车,结果他是
5:47
到家的,试求他是乘地铁
回家的概率。

解:设
A=
“乘地铁”

B=
“乘汽车”

C=

5:45~5:49
到家”
,由题意
,
AB=φ
,
A

B
=
S
已知:
P
(
A
)=0.5,

P
(
C|A
)=0.45,

P
(
C|B
)=0.2,

P
(
B
)=0.5
由贝叶斯公式有

0.35
0.20
0.10
0.05
0.25
0.45
0.15
0.05
5:35~5:39
5:40~5:44
5:45~5:49
5:50~5:54
迟于
5:54
P
(
A
|< br>C
)

P
(
C
|
A
)
P< br>(
A
)

P
(
C
)
0
.< br>5

0
.
45
0
.
45
9



0
.
6923

1
1
0< br>.
65
13
P
(
C
|
A
)

P
(
C
|
B
)
2
2
29.[< br>二十四
]

有两箱同种类型的零件。第一箱装
5
只,其中< br>10
只一等品;第二箱
30
只,其中
18
只一等品。今从两箱 中任挑出一箱,然后从该箱中取零件两次,每次任取一
只,作不放回抽样。试求(
1
) 第一次取到的零件是一等品的概率。

2
)第一次取到的零
件是一等品的条件 下,第二次取到的也是一等品的概率。

解:设
B
i
表示“第
i
次取到一等品”


i=1

2
A
j
表示“第
j
箱产品”
j=1,2
,显然A
1

A
2
=
S


1

P
(
B
1
)

A
1A
2
=
φ

1
10
1
18
2







0
.
4

B
1
=
A
1
B +A
2
B
由全概率公式解)
2
50< br>2
30
5
1
10
9
1
18
17
P
(
B
1
B
2
)
2
50< br>49
2
30
29

2

P
(
B
2
|
B
1
)



0
.
4857

2
P
(
B
1
)
5




(先用条件概率定义,再求
P
(
B
1
B
2
)
时,由全概率公式解)


32.[
二十六(
2

]

如图
1
2

3

4

5
表示继电器接点, 假设每一继电器接点闭合
的概率为
p
,且设各继电器闭合与否相互独
立,求< br>L

R
是通路的概率。


A
i
表第
i
个接点接通


A
表从
L

R
是构成通路的。




A=A
1
A
2
+
A1
A
3
A
5
+
A
4
A
5+
A
4
A
3
A
2
四种情况不互斥




P
(
A
)=
P
(
A
1
A
2
)+
P
(
A
1
A
3
A
5
) +
P
(
A
4
A
5
)+
P
(
A
4
A
3
A
2
)

P
(
A
1
A
2
A
3
A
5
)
+
P
(
A
1
A
2
A
4
A
5
)+
P
(
A
1
A
2
A
3
A
4
)
+P
(
A
1
A
3
A
4
A
5
)
+
P
(
A
1
A
2
A
3
A
4
A
5
)
P
(
A
2
A
3
A
4
A
5
)+
P
(
A
1
A
2
A
3
A
4
A
5
)+
P
(
A
1
A
2
A
3
A
4
A
5
)
+

(
A
1
A
2
A
3
A
4
A
5
) +
P
(
A
1
A
2
A
3
A
4
A
5
)

P
(
A
1
A
2
A
3
A
4
A
5
)
又由于
A
1

A
2


A
3


A
4

A
5
互相独立。





P
(
A
)=
p
2
+
p
3
+
p
2
+
p
3

[
p
4

+
p
4

+
p
4

+
p
4

+
p
5

+
p
4
]
L
1
3
4
5
2
R














+[
p
5

+
p
5
+
p
5
+
p
5
]

p
5
=2
p
2
+

3
p
3

5
p
4

+2
p
5

[
二十六(
1

]
设有
4
个独立工作的元件
1

2

3

4
。它们的可靠性分别为
P
1

P
2

P
3

P
4
,将它们按图(
1
)的方式联接,求系统的可靠性 。


A
i
表示第
i
个元件正常工作,
i =
1

2

3

4


2
1
4
3
A
表示系统正常。




A=A
1
A
2
A
3
+
A
1
A
4
两种情况不互斥

(
加法公式
)



P
(
A
)=
P
(
A
1
A
2
A
3
)
+P
(
A
1
A
4
)

P
(
A
1
A
2
A
3
A
4
)

=
P
(
A
1
)
P
(
A
2
)
P
(
A
3
)+
P
(
A
1
)
P
(
A
4
)

P
(
A
1
)
P
(
A
2
)
P
(
A
3
)
P
(
A
4
)
=
P
1
P
2
P
3
+
P
1
P
4

P
1
P
2
P
3
P
4

(
A
1
,
A
2
,
A
3
,
A
4
独立
)
34.[
三十一
]

袋中装有
m
只正品硬币,< br>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。问这只硬币是正品的概率为多

少?

解:设“出现
r
次国徽面”
=
B
r


“任取一只是正品”
=
A
由全概率公式,有

m
1
r
n
(
)


1
r
m

n
2
m

n
m
1
r

(
)
P
(
A
)
P
(
B
r
|
A
)
m
m

n
2

P
(
A
|
B
r
)



m
1
r
n
P
(
B
r
)
m

n

2
r
(
)

m

n
2
m

n
P
(
B
r
)

P
(
A
)
P
(
B
r
|
A
)

P
(
A
)
P
(
B
r
|
A
)



(条件概率定义与乘法公式)
35
.甲、乙、丙三人同时对飞机进行射击,三人击中的概率分别为
0.4
0.5

0.7

飞机被一人击中而被击落的概率为
0.2,被两人击中而被击落的概率为
0.6
,若三人都击
中,飞机必定被击落。求飞机 被击落的概率。

解:高
H
i
表示飞机被
i
人击中 ,
i=
1

2

3

B
1

B
2

B
2
分别表示甲、乙、丙击中飞








H
1
B
1
B
2
B
3

B
1B
2
B
3

B
1
B
2
B3
,三种情况互斥。

H
2

B
1
B
2
B
3

B
1
B
2
B
3

B
1
B
2
B
3


三种情况互斥

H
3

B
2
B
2
B
3



B
1

B
2

B
2
独立。




P
(
H
1
)

P
(
B
1
)
P
(
B
2
)
P
(
B
3
)

P
(
B
1
)
P
(
B
2
)
P
(
B
3
)






P
(
B
1
)
P
(
B
2
)
P
(
B
3
)

0
.
4

0
.
5

0
.
3

0
.
6

0
.
5

0
.
3

0
.
6

0
.
5

0
.
7

0
.
36

P
(
H
2
)
P
(
B
1
)
P
(
B
2)
P
(
B
3
)

P
(
B1
)
P
(
B
2
)
P
(
B3
)












P
(
B
1
)
P
(
B
2
)
P
(
B
3
)

0
.
4

0
.
5

0
.
3











+ 0.4×
0.5×
0.7+0.6×
0.5×
0.7=0.41

P
(
H
3
)=
P
(
B
1
)
P
(
B
2
)
P
(
B
3
)=0.4×
0.5×
0.7=0.14
又因:


A=H
1
A+H
2
A+H
3
A

三种情况互斥

故由全概率公式,有

P
(
A
)=
P
(
H
1
)
P
(
A
|
H
1
)+
P
(
H
2
)
P
(
A
|
H
2
)+
P
(
H
3
)
P
(
AH
3
)




=0.36×
0.2+0.41×
0.6+0.14×
1=0.458 36.[
三十三
]
设由以往记录的数据分析。某船只运输某种物品损坏
2 %
(这一事件记为
A
1


10%
(事件
A
2


90%
(事件
A
3

的 概率分别为
P
(
A
1
)=0.8,

P
(
A
2
)=0.15,
P
(
A< br>2
)=0.05

现从中随机地独立地取三件,
发现这三件都是好的< br>(这一事件记为
B


试分别求
P
(
A
1
|
B
)
P
(
A
2
|B),
P
(
A
3
|B)(这里设物品件数很多,取出第一件以后不影响取第二件的概率,所以
取第一、第二、第三件是互相 独立地)



B
表取得三件好物品。




B=A
1
B+A
2
B+A
3
B

三种情况互斥

由全概率公式,有




P
(
B
)=
P
(
A
1
)
P
(
B|A
1
)+
P
(
A
2
)
P
(
B|A
2
)+
P
(
A
3
)
P
(
B|A
3
)












=0.8×
(0 .98)
3
+0.15×
(0.9)
3
+0.05×
(0. 1)
3
=0.8624
P
(
A
1
B
)< br>P
(
A
1
)
P
(
B
|
A< br>1
)
0
.
8

(
0
.
98
)
3
P
(
A
1
|
B
)




0
.
8731
P
(
B)
P
(
B
)
0
.
8624


P
(
A
2
B
)
P
(
A
2
)
P
(
B
|
A
2
)
0
.
15

(
0
.
9
)
3
P
(
A
2
|
B
)




0
.
1268

P
(
B
)
P
(< br>B
)
0
.
8624
P
(
A
3
B
)
P
(
A
3
)
P
(
B
|
A
3
)
0
.
05

(
0.
1
)
3
P
(
A
3
|
B)




0
.
0001
P
(
B
)
P
(
B
)
0
.
8624< br>37.[
三十四
]


A

B

C
三个字母之一输入信道,输出为原字母的概率为
α
,而输
出为其它 一字母的概率都是
(1

α
)/2
。今将字母串
AAAA< br>,
BBBB

CCCC
之一输入信道,
输入
AAAA

BBBB

CCCC
的概率分别为
p
1
,
p
2
,
p
3
(
p
1
+
p
2
+
p
3
=1)
,已知输出为
ABCA
,问
输入的是
AAAA
的概率是多少?(设信道传输每个字母的工作是相互独 立的。


解:设
D
表示输出信号为
ABCA
,< br>B
1

B
2

B
3
分别表示输入信 号为
AAAA

BBBB

CCCC
,则
B
1

B
2

B
3
为一完备事件组,且
P (B
i
)=P
i
,
i=
1, 2, 3



再设
A
发、
A
收分别表示发出、 接收字母
A
,其余类推,依题意有

P
(
A

|
A

)=
P
(
B

|
B

)=
P
(
C

|
C

)=
α


P
(
A

|
B

)=
P
(
A

|
C

)=
P
(
B

|
A

)=
P
(
B

|
C

)=
P
(
C

|
A

)=
P
(
C

|
B

)=
1

α

2

P
(
ABCA|AAAA
)=
P
(
D | B
1
) =
P
(
A

|
A

)
P
(
B

|
A

)
P
(
C

|
A

)
P
(
A

|
A

)
















=
α
2
(
1

α
2
)


2
1

α
3
)

2
同样可得
P
(
D | B
2
) =
P
(
D | B
3
) =
α

(
于是由全概率公式,得

P
(
D
)


P
(
B
)
P
(
D
|
B
)
i
i
i

1
3


p
1
a
2
(
1

α
2
1

α
3
)

(
P
2

P
3
)
α
(
)
2
2

B ayes
公式,得

P
(
AAAA|ABCA
)=
P
(
B
1
| D
) =













=
P
(
B
1
)
P
(
D
|
B
1
)

P
(
D
)
2
α
P
1

2
α
P
1

(
1

α
) (
P
2

P
3
)
[
二十九
]

设第一只盒子装有
3
只蓝球,
2
只绿球,
2只白球;第二只盒子装有
2

蓝球,
3
只绿球,
4只白球。独立地分别从两只盒子各取一只球。

1
)求至少有一只蓝球
的 概率,

2
)求有一只蓝球一只白球的概率,

3
)已知至 少有一只蓝球,求有一只蓝球
一只白球的概率。

解:记
A
1

A
2

A
3
分别表示是从第一只盒子中取到一只蓝球、 绿球、白球,
B
1

B
2

B
3
分别表示是从第二只盒子中取到一只蓝球、绿球、白球。


1
)记
C
={
至少有一只蓝球
}
C
=
A
1
B
1
+
A
1
B
2
+
A
1
B
3
+
A
2
B
1
+
A
3
B
1

5
种情况互斥

由概率有限可加性,得


P
(
C
)
< br>P
(
A
1
B
1
)

P
(< br>A
1
B
2
)

P
(
A
1< br>B
3
)

P
(
A
2
B
1< br>)

P
(
A
3
B
1
)
独立 性
P
(
A
)
P
(
B
)

P
(
A
)
P
(
B
)

P
(
A
)
P
(
B
)

P
(
A
)
P
(
B
)

P
(
A
)
P
(
B
)

1
1
1
2
1
3
2
1
3
1

3
2
3
3
3
4
2
2
2
2
5










7
9
7
9
7
9
7
9
7
9
9

2
)记
D=
{
有一只蓝球,一只白球
}
,而且知
D = A
1
B
3
+
A
3
B
1
两种情 况互斥

P
(
D
)

P
(
A1
B
3

P
(
A
3
B
1)

P
(
A
1
)
P
(
B3
)

P
(
A
3
)
P
(B
1
)

3
4
2
2
16
< br>


7
9
7
9
63
P
(
CD
)
P
(
D
)
16


P
(
C
)
P
(
C
)
35

3

P
(
D
|
C
)
(
注意到
CD

D
)

[
三十
]

A

B

C
三人在同一办公室工作,房间有三部电话,据统计知,打给
A

B

2
2
1
C
的电话的概率分别为
,
。他们三人常因工作外出 ,
A

B

C
三人外出的概
,
5
5
5
1
1
1
率分别为
,
,设三人的行动相互独立, 求

2
4
4

1
)无人接电话的概率;

2
)被呼叫人在办公室的概率;若某一时间断打进了
3

电话,求(
3
)这
3
个电话打给同一人的概率;

4
)这3
个电话打给不同人的概率;

5


3
个电 话都打给
B
,而
B
却都不在的概率。

解:记
C< br>1

C
2

C
3
分别表示打给
A< br>,
B

C
的电话





D
1

D
2

D
3
分别表示A

B

C
外出

注意到
C
1

C
2

C
3
独立,且
P
(< br>C
1
)

P
(
C
2
)
< br>





P
(
D
1< br>)

2
1
,
P
(
C
3
)< br>

5
5
1
1
,
P
(
D< br>2
)

P
(
D
3
)

< br>2
4

1

P
(无人接电话)
=
P
(
D
1
D
2
D
3
)=
P
(
D
1
)
P
(
D
2
)
P
(
D
3
)




















=
1
1
1
1




2
4
4
32

2
)记
G=
“被呼叫人在办公 室”

G

C
1
D
1

C
2
D
2

C
3
D
3
三种情况互斥,由有
限可加性与乘法公式


P
(
G
)
P
(
C
1
D
1
)

P
(C
2
D
2
)

P
(
C
3D
3
)

由于某人外出与



< br>

P
(
C
1
)
P
(
D< br>1
|
C
1
)

P
(
C
2< br>)
P
(
D
2
|
C
2
)
< br>P
(
C
3
)
P
(
D
3
|< br>C
3
)

否和来电话无关



P
(
D
|
C
)

P
(
D
)


2
1
2
3
1
3
13
k
k
k









5
2
5
4
5
4
20

3

H
为“这
3
个电话打给同一个人”

P(
H
)

2
2
2
2
2
21
1
1
17





< br>



5
5
5
5
5
5< br>5
5
5
125

4

R
为“这3
个电话打给不同的人”

R
由六种互斥情况组成,每种情况为打给A

B

C
的三个电话,每种情况的概率为

2
2
1
4




5
5
5
125
于是
P
(
R
)

6
4
24


125
125

5)由于是知道每次打电话都给
B
,其概率是
1
,所以每一次打给
B
电话而
B
不在
1
的概率为
,且各次情况相互独立

4
1
1
于是


P

3
个电话都打给
B

B
都不在的概率)
=
(
)
3


4
64



第二章




随机变量及其分布


1.[

]

一袋中有
5
只乒乓球,编号为1

2

3

4

5
,在其 中同时取三只,以
X

示取出的三只球中的最大号码,写出随机变量
X
的分布律

解:
X
可以取值
3

4
,< br>5
,分布律为


P
(
X

3)

P
(
一球为
3

,
两球为
1
,
2

)

2
1

C
2
3
C
5

1
10
2
1
C
3
3
C
5




P(
X

4
)

P
(
一球为
4

,
再在
1
,
2
,
3
中任取两球
)


3
10

6
10

P
(
X

5
)

P
(
一球为< br>5

,
再在
1
,
2
,
3
,
4
中任取两球
)

也可列为下表

X


3


4

5
P

2
1

C
4
3
C
5
1
3
6

,
,
10
10
10
3.[

]

设在
15
只同类型零件中有
2
只是次品,在其中取三次,每次任取一 只,作
不放回抽样,以
X
表示取出次品的只数,

1
)求< br>X
的分布律,

2
)画出分布律的图形。

解:任取 三只,其中新含次品个数
X
可能为
0

1

2个。

P
(
X

0
)

3< br>C
13
3
C
15

22

35
12


35
1

35
O
1
2
x
P
P
(
X

1< br>)

1
2
C
2

C
13
3
C
15
2
1
C
2

C
13
3
C
15
P
(
X

2
)
再列为下表


X



0


1


2
P


22
12
1

,
,
35
35
35
4.[

]

进行重复独立实验,设每次成功的概率为
p
,失败的概率为
q
=1

p
(0<
p
<1)

1
)将实验进行到出现一次成功为止,以
X
表示所需的试验次数,求
X
的分布律 。
(此时称
X
服从以
p
为参数的几何分布。

< br>(
2
)将实验进行到出现
r
次成功为止,以
Y
表示所 需的试验次数,求
Y
的分布律。
(此时称
Y
服从以
r, p
为参数的巴斯卡分布。



3

一篮球运动员 的投篮命中率为
45%


X
表示他首次投中时累计已投篮的次数,
写出
X
的分布律,并计算
X
取偶数的概率。

解:

1

P
(
X=k
)=
q
k
1
p


k=
1,2,
„„





2

Y=r+n=
{
最后一次实验前
r+n
1
次有
n
次失败,且最后一次成功
}

P
(
Y

r

n
)

C
r
n

n

1
q
n
p
r

1
p

C
r
n

n

1
q
n
p
r
,




3

P
(
X=k
) = (0.55)
k

1
0.45



n

0
,
1
,
2
,

,
其 中

q=
1

p


r

1
r
k

r
,
k

r
,
r

1
,


或记
r+n=k
,则

P
{
Y=k
}=< br>C
k

1
p
(
1

p
)< br>
k=
1,2…

2
k

1
P < br>(
X
取偶数
)=

P
(
X

2
k
)


(
0
.
55
)k

1
k

1
0
.
45
< br>11

31
6.[

]

一大楼装有5
个同类型的供水设备,调查表明在任一时刻
t
每个设备使用的
概率为< br>0.1
,问在同一时刻


1
)恰有
2
个设备被使用的概率是多少?

2< br>2
5

2
2
P
(
X

2< br>)

C
5
p
q

C
5
< br>(
0
.
1
)
2

(
0
.< br>9
)
3

0
.
0729


2
)至少有
3
个设备被使用的概率是多少?

3
4
5
P
(
X

3
)

C
5

(
0
.
1
)
3

(
0
.
9
)
2

C
5

(
0
.
1
)
4

(
0
.
9
)

C
5

(
0
.
1
)
5

0
.
00856


3
)至多有
3
个设备被使用的概率是多少?

0
1
P
(
X

3
)

C
5
(
0
.
9
)
5

C
5

0
.
1

(
0
.
9
)
4

C
5
2

(
0
.
1
)
2

(
0
.
9
)
3

3

C
5

(
0
.
1
)
3

(
0
.
9
)
2

0
.
99954


4
)至少有一个设备被使用的概率是多少?

P
(
X

1
)

1

P
(
X

0
)

1

0
.
59049

0
.
40951

[

]

一房间有
3
扇同样大小的窗子,
其中只有一扇是打开的。
有一只鸟自开着的窗
子飞入了房间,它只能从开着的窗子飞出去。鸟 在房子里飞来飞去,试图飞出房间。假
定鸟是没有记忆的,鸟飞向各扇窗子是随机的。


1
)以
X
表示鸟为了飞出房间试飞的次数,求
X
的分布 律。


2
)户主声称,他养的一只鸟,是有记忆的,它飞向任一窗子的尝试 不多于一次。

Y
表示这只聪明的鸟为了飞出房间试飞的次数,如户主所说是确实的, 试求
Y
的分布
律。


3
)求试飞次数
X
小于
Y
的概率;求试飞次数
Y
小于
X
的概率。
解:

1

X
的可能取值为
1
,< br>2

3
,„,
n
,„

P
{
X=n
}=
P
{

n

1
次 飞向了另
2
扇窗子,第
n
次飞了出去
}
2
1

=
(
)
n

1





n=
1

2
,„„

3
3
2

Y
的可能取值为
1

2
3
1

3





P
{
Y=
2}=
P
{

1
次飞向


2
扇窗子中的一扇,第
2
次飞了出去
}





P
{
Y=
1}=
P
{

1
次飞了出去
}=













=
2
1
1



3
2
3

P
{
Y=
3}=
P
{

1

2
次飞向了另
2
扇窗子,第3
次飞了出去
}
2
!
1


3
!
3












=
(
3
)
P
{
X

Y
}



P
{
Y

k
}
P
{
X

Y
|
Y

k
}
k

1
3
3

P
{
Y

k
}
P
{
X

Y
|
Y

k
}
k

2


















P
{
X

Y
|
Y

1
}

0



















P
{
Y

k
}
P
{
X

k
}
k

2
3
注意到
X
,
Y
独立即< br>




P
{
X

Y< br>|
Y

k
}


1
1
1< br>
1
2
1

8



< br>


27
3
3
3

3
3
3



P
{
X

k
}
同上,
P
{
X

Y
}















P
{
Y

k
}
P
{
X

Y
|
Y

k
}

k

1
3
k

1
3
1
1
2
1
4
19








P
{
Y

k
}
P
{
X

k
}

1
3
3
3
9
3
27
81

P
{
Y

X}

1

P
{
X

Y
}
P
{
X

Y
)

38

81
8.[

]

甲、乙二人投篮,投中的概率各为
0.6, 0.7
,令各投三次。求


1
)二人投中次数相等的概率。


X
表甲三次投篮中投中的次数

Y
表乙三次投篮中投中的次数

由于甲、乙每次投篮独立,且彼此投篮也独立。

P
(
X
=
Y
)=
P
(
X
=0,
Y=
0)+
P
(
X
=2,
Y=
2)+
P
(
X=
3,
Y=
3)



=
P
(
X
=0)
P
(
Y=
0)+
P
(
X
=1)
P
(
Y=
1)+
P
(
X
=2)
P
(
Y=
2)+
P
(
X
=3)
P
(
Y=
3)
1
1

0
.
6
(
0
.
4
)
2
]

[C
3

0
.
7

(
0
.3
)
2
]




= (0.4)
3
×
(0.3)
3
+ [
C
3
2
2

(
0
.
6
)
2

0
.
4
]

[
C
3

(
0
.
7
)
2

.
3
]

(
0
.
6
)
3











[
C
3










(
0
.
7
)
3

0
.
321


2
)甲比乙投中次数多的概率。


P
(
X>Y
)=
P
(
X
=1,
Y=
0)+
P
(
X
=2,
Y=
0)+
P
(
X=
2,
Y=
1)+









P
(
X
=3)
P
(
Y=
0)+
P
(
X
=3)
P
(
Y=
1)+
P
(
X
=3)
P
(
Y=
2)
=
P
(
X
=1)
P
(
Y=
0) +
P
(
X
=2,
Y=
0)+
P
(
X=
2,
Y=
1)+


P
(
X
=3)
P
(
Y=
0)+
P
(
X
=3)
P
(
Y=
1)+
P
(
X
=3)
P
(
Y=
2)
1
2

0
.
6

(
0
.
4
)
2
]

(
0
.
3
)
3

[
C
3

(
0
.
6
)
2

0
.
4
]

(
0
.
3
)
8


=
[
C
3
2
2
1
2
3

[
C
3

(
0
.
6
)

0
.
4
]

[
C
3

0
.
7

(
0
.
3
)
]

(
0
.
6
)

1

(
0
.
3
)
3

(
0
.
6
)
3

[
C
3

0
.
7

(
0
.
3
)
2
]

(
0
.
6
)
3



[
C
3

(
0
.
7
)

0
.
3
]

0
.
243

9.[

]

有甲、乙两种味道和颜色极为相似的名酒各
4
杯。如果从中挑
4< br>杯,能将甲
种酒全部挑出来,算是试验成功一次。


1
)某人随机地去猜,问他试验成功一次的概率是多少?

2
)某人声称他通过品尝能区分两种酒。他连续试验
10
次,成功
3次。试问他是
猜对的,还是他确有区分的能力(设各次试验是相互独立的。


解:

1

P
(
一次成功
)=
2
2
1
1

< br>4
70
C
8
3

2

P
(
连续试验
10
次,成功
3

)=
C< br>10
(
1
3
69
7
3
。此概率太小,按实< br>)
(
)

70
70
10000
际推断原理, 就认为他确有区分能力。

[

]

有一大批产品,其验 收方案如下,先做第一次检验:从中任取
10
件,经验收
无次品接受这批产品,次品数 大于
2
拒收;否则作第二次检验,其做法是从中再任取
5
件,仅当
5
件中无次品时接受这批产品,若产品的次品率为
10%
,求


1
)这批产品经第一次检验就能接受的概率


2
)需作第二次检验的概率


3
)这批产品按第
2
次检验的标准被接受的概率


4
)这批产品在第
1
次检验未能做决定且第二次检验时被通过的概率

5
)这批产品被接受的概率

解:
X
表示
10
件中次品的个数,
Y
表示
5
件中次品的个数,





由于产品总数很大,故
X~
B

10

0.1


Y~
B

5< br>,
0.1

(近似服从)


1

P
{
X
=0}=0.9
10

0.349
2
10
.
1
2
0
.
9
8

C10
0
.
1
0
.
9
9

0< br>.
581


2

P
{
X

2}=
P
{
X
=2}+
P
{
X
=1}=
C
10

3

P
{
Y
=0}=0.9
5

0.590

4

P
{0<
X

2

Y=
0}
({0<
X

2}

{
Y=
2}
独立
)





=
P
{0<
X

2}
P
{
Y=
0}






=0.581×
0.590

0.343

5

P
{
X
=0}+
P
{0<
X

2

Y=
0}






0.349+0.343=0.692
12.[
十三
]

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


1
)每分钟恰有
8
次呼唤的概率

法一:


法二:


4
8
< br>4
P
(
X

8
)

e
< br>0
.
029770
(直接计算)

8
!
P
(
X
= 8 )=
P
(
X

8)

P
(
X

9)
(查
λ
= 4
泊松分布表)






















= 0.051134

0.021363=0.029771

2
)每分钟的呼唤次数大于
10
的概率。




P
(
X>
10)=
P
(
X

11)=0.002840
(查表计算)

[
十二

(2)]
每分钟呼唤次数大于
3
的概率。

P
{< br>X

3
}

P
{
X

4< br>}

0
.
566530

[
十六
]


X
表示某商店从早晨开始营业起直到第一顾客到达的等待时间
( 以分计)

X
的分布函数是


1

e< br>
0
.
4
x
,
x

0
< br>F
X
(
x
)


x

0< br>
0
求下述概率:


1

P
{< br>至多
3
分钟
}


2

P
{
至少
4
分钟
}


3

P{3
分钟至
4
分钟之间
}



4< br>)
P
{
至多
3
分钟或至少
4
分钟
}


5

P
{
恰好
2.5
分钟< br>}
解:

1

P
{
至多
3
分钟
}=
P
{
X

3} =
F
X< br>(
3
)

1

e

1
.< br>2



2

P
{
至少
4
分钟
}
P
(
X

4) =
1

F
X
(
4
)
e

1
.
6



3
P
{3
分钟至
4
分钟之间
}=
P
{3<
X

4}=
F
X
(
4
)

F
X
(
3
)

e

1
.
2

e

1
.
6



4

P
{
至多
3
分钟或至少
4
分钟
}=
P
{
至多
3
分钟
}+
P
{
至少
4
分钟
}































=
1

e

1
.
2

e

1
.
6



5

P
{
恰好
2.5分钟
}=
P
(
X
=2.5)=0
0
,< br>x

1
,


18.[
十七
]

设随机变量
X
的分布函数为
F
X
(
x< br>)


ln
x
,
1

x

e
,




1
,
x

e
.
求(
1

P
(
X<
2),
P
{0<
X

3},
P
(2<
X<
5
2
)


2
)求概率密度
f
X
(
x
).
解:

1

P
(
X

2)=
F
X
(2)= ln2



P
(0<
X

3)=
F
X
(3)

F
X
(0)=1



P(
2

X

5
5
5
5
F
X
(
)

F
X
(
2
)
ln

ln
2

ln

2
2
2
4
1


,
1

x

e
,

2

f
(
x
)

F
'
(
x
)


x



0
,
其它
20.[
十八(
2

]
设随机变量
X
的概率密度
f
(
x
)



2

1

x
2

1

f
(
x
)




0


1

x

1
其它

0

x

1

x


2

f
(
x
)


2

x
1

x

2


其他

0

X
的分布函数
F
(
x
)
,并作出(
2
)中的
f
(
x
)

F
(
x
)
的图形。

解:当-
1

x

1
时:

X< br>2
2
F
(
x
)

0
dx

1

x
2
dx




1
π
π


1

x

1
x
1

x
2

1
arcsin
x



2

2


1


1
1
1
x
1

x
2

arcsin
x

π
π
2

1<
x
时:
F
(
x
)

故分布函数为:

< br>
1


0
dx


x
2
1

x
2
dx

0
dx

1


1
π
1
1


0

1
1
1
F
(
x
)


x
1

x
2

arcsin
x

π
π
2

1

解:

2
F
(
x
)

P
(
X

x)

x


1

1

x
1

1

x

x

f
(
t
)
dt


x

0< br>时
,
F
(
x
)


x
< br>
0
dt

0
x
2

0

x

1

,
F
(
x
)

0
dt

t
dt



0
2

0

x

1

x

2

,
F
(
x
)


2

x

,
F
(
x
)

故分布函 数为


0


0
dt

1
0
t
dt


x
1
(
2< br>
t
)
dt

2
x

x

1
2
2


0


0
d t


1
0
t
dt


2
1
(
2

t
)
dt


x2
0
dt

1


0

x< br>2


F
(
x
)


2< br>2
x

2
x


1
2
< br>

1
x

0
0

x
< br>1

1

x

2
2

x< br>(
2
)中的
f
(
x
)

F
(
x
)
的图形如下








0
1
2
x
0
1
2
x
f
(
x
)
F
(
x
)
22.[
二十
]

某种型号的电子的寿命
X
(以小时计)具有以下的概率密度:

< br>1000

f
(
x
)


x
2


0
x

1000
其它


现有一大批此种管子(设各电子管损坏与否相互独立)
。任取
5
只,问其中至 少有
2
只寿
命大于
1500
小时的概率是多少?

解:一个电子管寿命大于
1500
小时的概率为

P
(X

1500
)

1

P
(
X

1500
)

1


1
< br>(
1

2
2
)

3
3
< br>1500
1000
1000

1000
(

1
)
1500

dx

1



x
1000


x
2


Y表示“任取
5
只此种电子管中寿命大于
1500
小时的个数”
。 则
Y
~
B
(
5
,
2
)

3
2
1


1
1
P
(
Y

2
)

1

P
(
Y

2
)

1


P
(
Y

0
)

P
(
Y

1
)


1


(
)
5

C
5

(
)

(
)
4

3
3


3

1

5

2
11
232

1


1


243
243
3
5
23.[
二十一
]

设顾客在某银行 的窗口等待服务的时间
X
(以分计)服从指数分布,
其概率密度为:


x

1

5

F
X
(
x
)


5
e
,
x

0



0
,
其它
某顾客在窗口等待服务,若超过< br>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,写出
Y
的分布律。并求
P

Y< br>≥
1



解:该顾客“一次等待服务未成而离去”的概率为




1



5
P
(
X

10
)

f
X
(
x
)
dx

edx


e
5
10

e

2

10
5
10

5

因此
Y~
B
(
5
,
e

2
).
即< br>P
(
Y

k
)



e< br>
2
k
(
1

e

2
)< br>5

k
,
(
k

1
,
2< br>,
3
,
4
,
5


k
< br>1
5
P
(
Y

1
)

1< br>
P
(
Y

1
)

1
< br>P
(
Y

0
)

1

(< br>1

e

2
)
5

1
< br>(
1

)

1

(
1
< br>0
.
1353363
)
5
7
.
389

1

0
.
8677
5

1

0
.
4833

0
.
5167
.




x
x




24.[
二十二
]


K
在(
0

5
)上服从均匀分布,求方程
4
x
2

4xK

K

2

0
有实
根的概率
1







K
的分布密度为:
f
(
K
)


5< br>
0


0
0

K

5< br>其他

要方程有根,就是要
K
满足
(4
K
)
2



(K+2)

0


解不等式,得
K

2
时,方程有实根。






2
P
(
K

2
)


1
f
(
x
)
d x

dx

2
5

5



5
0
dx

3

5
25.[
二十三
]


X

N

3.2
2



1
)求
P
(2<
X

5)

P
(

4) <
X

10)

P
{|
X|>2
}

P
(
X>
3)
β

μ


α

μ





X

N

μ

σ
2

,则
P

(α<
X

β)=
φ




φ



σ


σ

5

3


2

3

=
φ
(1)

φ
(

0.5)
P
(2<
X

5) =
φ




φ



2


2



















=0.8413

0.3085=0.5328



10

3



4

3

=
φ
(3.5)

φ
(

3 .5)
P
(

4<
X

10) =
φ




φ



2


2






















=0.9998

0.0002=0.9996
P
(|
X
|>2)=1

P
(|
X
|<2)= 1

P
(

2<
P
<2 )



2

3
< br>

2

3


















=
1











2




2














=1

φ
(

0.5) +
φ
(

2.5)







=1

0.3085+0.0062=0.6977

3

3



P
(
X
>3)=1

P
(
X

3 )=1

φ


=1

0.5=0.5
2



2
)决定
C
使得
P
(
X > C
)=
P
(
X

C
)












P
(
X > C
)=1

P
(
X

C
)=
P
(
X

C
)
P
(
X

C
)=
1
=0.5
2
C

3

C

3
P
(
X

C
)=
φ


0



C
=3



0
.
5
,
查表可得
2

2

2
26.[
二十四
]

某地区
18
岁的女青年的血压
(收缩区,

mm-Hg计)
服从
N
(
110
,
12
)
在该地 区任选一
18
岁女青年,测量她的血压
X
。求


1

P
(
X
≤105)

P
(100<
X
≤120).


2
)确定最小的
X
使
P
(
X>x
) ≤ 0.05.

105

110

:
(
1
)
P
(
X

105
)


(
)


(

0
.
4167
)

1


(
0
.
4167
)

1

0
.
6616

0
.
3384

12
120

110< br>100

110
5
5
P
(
100

X

120
)


(
)


(
)


(
)


(

)
12
12
6
6

5

2< br>
(
)

1

2

(
0< br>.
8333
)

1

2

0
.
7976

1

0
.
5952
6(
2
)
P
(
X

x
)
1

P
(
X

x
)

1

(
x

110
x

110
)

0
.
05


(
)
0
.
95
.
12
12
x

110查表得

1
.
645
.

x

110

19
.
74

129
.
74< br>.
故最小的
X

129
.
74
.
1 2

27.[
二十五
]

由某机器生产的螺栓长度

cm

服从参数为
μ
=10.05

σ
=0.06
的正态
分布。规定长度在范围
10.05
±
0.12< br>内为合格品,求一螺栓为不合格的概率是多少?

设螺栓长度为
X



P
{
X
不属于
(10.05

0.12, 10.05+0.12)






=1

P
(10.05

0.12<
X
<10.05+0.12)


(
10
.
05

0
.
12
)

10
.
05


(
10
.05

0
.
12
)

10
.
05










=1









0
.
06
0
.
06












=1
{
φ
(2)

φ
(

2)}






=1

{0.9772

0.0228}






=0.0456
28.[
二十六
]

一工厂生产的电子管的寿命
X
(以小时计)服从参数为
μ
=160

σ
(


)
的正态分布,若要求
P
(120

X

200

=0.80
,允许
σ
最大为多少?


200

160


120

160



40




< br>40


0
.
80




P
(120

X

200)=










σ
σ





σ

σ

又对标准正态分布有
φ
(

x
)=1
φ
(
x
)
40



4 0



0
.
80




上式变为






1




σ



σ


40


40


0
.
9





解出




便得
:




σ


σ





再查表,得
40
40

1
.
281
σ


3 1
.
25

σ
1
.
281
30.[
二十七
]

设随机变量
X
的分布律为:





X
:-
2


P




1






0





1



3
1


5
1
1
1











6
5
15


(

1)
2





(0)
2


11

30
(1)
2


(3)
2


Y=X
2
的分布律




Y=X
2

(

2)
2








P


1


5
1
1
1













6
5
15

4


9
11

30
再把
X
2
的取值相同的合并,并按从小到大排列,就得函数
Y
的分布律为:




Y



0

1




1


11





P





6
15
5
30
5
31.[
二十八
]

设随机变量
X
在(
0

1
)上服从均匀 分布


1
)求
Y=e
X
的分布密度

1

1

1

1



X
的分布密度为:
f
(
x
)



0


Y=g
(
X
)
=e
X
是单调增函数

X=h
(
Y
)=
lnY
,反函数存在

0

x

1

x
为其他






α
=
min
[
g
(0),
g
(1)]=
min
(1,
e
)=1









max
[
g
(0),
g
(1)]=
max
(1,
e
)=
e


f
[
h
(
y
)]

|
h
'
(
y
)
|

1

1




Y
的分布密度为:
ψ
(
y
)

y

0


2
)求
Y=

2
lnX
的概率密度。








Y= g
(
X
)=

2
lnX
是单调减函数
< br>
Y
2
1

y

e
y
为其 他

X

h
(
Y
)

e

反函数存在。





α
=
min
[
g
(0),
g
(1)]=
min
(+

, 0 )=0








β
=
max
[
g
(0),
g
(1)]=
max
(+

, 0 )= +

< br>y
y

1

2
1

2
< br>e

f
[
h
(
y
)]

|
h
'
(
y
)
|

1


e



Y
的分布密度为:
ψ
(
y
)


2
2

0

0

y


y
为其他

32.[
二十九
]


X

N

0

1



1
)求
Y=e
X
的概率密度




X
的概率密度是
f
(
x
)


1
e
2
π
x
2
2
,



x






Y= g
(
X
)=
e
X

是单调增函数







X= h
(
Y
) =
lnY

反函数存在

α
=
min
[
g
(
-∞
),
g
(+

)]=
min
(0, +

)=0








β
=
max
[
g
(
-∞
),
g
(+

)]=
max
(0, +

)= +





Y
的分布密度为:

(ln
y
)
2



f
[
h< br>(
y
)]

|
h
'
(
y
)
|

1
e
2

1
ψ
(
y
)


y
2
π

0

0

y



y
为其他

2)求
Y=
2
X
2
+1
的概率密度。

在这里,
Y=
2
X
2
+1

(+
∞,-∞
)
不是单调函数,没有一般的结论可用。


Y
的分布函数 是
F
Y

y







F
Y
(
y
)=
P
(
Y

y
)=
P
(2
X
2
+1

y
)


















=
P





y<
1
时:
F
Y
(
y
)=0
y

1

X

2y

1
2






y

1
时:
F
y
(
y
)< br>
P





Y
的分布密度ψ
(
y
)
是:

y

1

X

2
y

1



2



y

1
2

y

1
2

1
e
2
π
x
2
2
dx


y

1
时:
ψ
(
y
)=

[
F
Y
(
y
)]' = (0)' =0



y>
1
时,
ψ
(
y
)=

[
F
Y
(
y
)]' =





y

1
2
y

1
2
1
2

e
x
2

2


dx





1
e






















=
2
π
(
y

1
)
y

1
4


3
)求
Y=| X |
的概率密度。



Y
的分布函数为


F
Y
(
y
)=
P
(
Y

y
)=
P
( |
X |

y
)

y<
0
时,
F
Y
(
y
)=0

y

0
时,
F
Y
(
y
)=
P
(
| X |

y
)=
P
(

y

X

y
)=



Y
的概率密度为:


y

0
时:
ψ
(
y
)=

[
F
Y
(
y
)]' = (0)' =0

y

y

1
e
2
π
x
2
2
dx


y
2
x
2

y
1



2

y>
0
时:
ψ
(
y
)=

[
F
Y
(
y
)]' =

e
2
dx


e
2



y
2
π

π


33.[
三十
]

1
)设随机变量
X
的概率密度为
f
(
x
)
,求
Y
=
X
3
的概率密度。











Y=g
(
X
)=
X
3

X
单调增函数,

X
=
h
(
Y
) =
Y
,反函数存在,

α
=
min
[
g
(
-∞
),
g
(+

)]=
min
(0, +

)=
-∞

1
3








β
=
max
[
g
(
-∞
),
g
(+

)]=
max
(0, +

)= +





Y
的分布密度为:





ψ
(
y
)=
f
[
h
(
h
)]
²
|
h'
(
y
)| =
f
1
(
y
3
2
1

)

y
3
,



y


,

y

0

3

(
0
)

0


2
)设随机变量
X
服从参数为
1
的指数分布,求
Y=X
2
的概率密度。


e

x
法一:∵


X
的分布 密度为:
f
(
x
)



0










Y
=
x
2
是非单调函数




x<
0



y
=
x



反函数是
x


y




x<
0



y
=
x
2











x

2
x

0
x

0

y=x
2

y

y

O




Y


f
Y
(
y
) =
f
(

y
)(
< br>y
)


f
(
y
)(
y
)












y





y

x



0

1
e














=

2
y


0
y

1
2
y
e

y
,
y

0
y

0

法二:
Y
~
F
Y
(
y
)

P
(
Y

y
)

P
(

y

X

y
)

P
(
X

y
)

P
(
X


y
)


y

x
e
dx
0

1

e


















0


0

y
,
,
y

0
y

0


1
e





Y


f
Y
(
y
) =
2
y


0
y
,
,
y
0
.
y

0
.

34.[
三十一
]


X
的概率密度为


2
x
0

x

π


f
(
x
)


π
2

x
为其他

0

Y
=sin
X
的概率密度。



F
Y
(
y
)=
P
(
Y

y
)









=
P
(sin
X

y
)

y<
0
时:
F
Y
(
y
)=0

0

y

1
时:
F
Y
(
y
) =
P
(sin
X

y
) =
P
(0

X

arc sin
y

π

arc sin
y

X

π
)



















=

1<
y
时:
F
Y
(
y
)=1



Y
的概率密度
ψ
(
y
)
为:

y

0
时,
ψ
(
y
)=[
F
Y
(
y
)]' = (0 )' = 0
arcsiny

0
2
x
dx

π
2
< br>2
x
dx

π

arcsin
y
π
2
π

0<
y
<1
时,
ψ
(
y
)=[
F
Y
(
y
)]' =


























=

arcsin
y
0
2
x
dx

π
2



2
x

dx


π

arcsin
y
π
2

π
2
π
1

y
2
1

y
时,
ψ
(
y
)=[
F
Y
(
y
)]' =
(
1
)


= 0
36.[
三十三
]

某物体的温度
T
(
o
F
)
是一个随机变量,
且有
T
~< br>N

98.6

2


试求
θ(< br>℃
)

的概率密度。
[
已知
θ

5
(
T

32
)
]
9
法一:∵

T
的概率密度为
f
(
t
)

1
2

2
e

(
t

98
.
6
)
2
2

2
,



t











θ

g
(
T
)










T

h
(
θ
)

5
(
T

3 2
)


是单调增函数。

9
9
θ

32




反函数存在。

5








α
=
min
[
g
(
-∞
),
g
(+

)]=
min
(
-∞
, +

)=
-∞









β
=
max
[
g
(
-∞
),
g
(+

)]=
max
(
-∞
, +

)= +





θ
的概率密度
ψ
(
θ
)


9< br>(
θ

32

98
.
6
)
2

5
4
e
ψ
(
θ
)

f
[
h
(
θ
)]

|
h
'
(
θ
)
|

1
2
π
2

9

5

9
e




















10
π
81
(
θ

37
)
2
100
,



θ



法二:根据定理:若
X
~< br>N

α
1


σ
1

,则
Y=aX+b

N
(

1
+
b, a
2

σ
2

)
由于
T

N

98.6, 2


2

5


333

5

2< br>
5
160
160

5

~
N

98
.
6

,


< br>2


N

,



2< br>




θ

T

9< br>9
9

9





< br>9


9

9



θ< br>的概率密度为:


333





9



2
2

(

)


1
e
5
2

2
9

5

2




2

9


9
10

e

81
(< br>

37
)
2
100
,








第三章


多维随机变量及其分布


1.[

]

在一箱子里装有
12
只开关,其中
2
只是次品,在其中随机地取两次,每次
取一只。
考虑两种试验:

1

放回抽样,
2

不放回抽样。我们定义随机变量
X

Y
如下:

,


0
,
若第一次取出的是正品
X





1
,
若第一次取出的是次 品

,


0
,
若第二次取出的是正品
Y





1
,
若第二次取出的是次品< br>
试分别就(
1


2
)两种情况,写出
X

Y
的联合分布律。

解:

1
)放回抽样情况

由于每次取物是独立的。由独立性定义知。

P
(
X=i
,

Y=j
)=
P
(
X=i
)
P
(
Y=j
)
P
(
X=
0,
Y=
0 )=
P
(
X=
0,
Y=
1 )=
P
(
X=
1,
Y=
0 )=
P
(
X=
1,
Y=
1 )=
或写成

X
Y
0
1

2
)不放回抽样的情况

P
{
X=
0,
Y=
0 }=
P
{
X=
0,
Y=
1 }=
P
{
X=
1,
Y=
0 }=
P
{
X=
1,
Y=
1 }=
或写成

X
Y
0
1
0
1
10
10
25



12
12
36
10
2
5



12
12
36
2
10
5



12
12
36
2
2
1



12
12
36
25

36
5

36
5

36
1

36
10
9
45



12
11
66
10
2
10



12
11
66
2
10
10



12
11
66
2
1
1



12
11
66

0
1
45

66
10

66
10

66
1

66
3.[

]

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
表示取到白球 的只数,求
X

Y
的联合分布律。

X
Y
0
1
2
3
0
0
0
3
2
35

35

1
0
6
12
2
35

35

35

2
1
6
3
35

35

35

0
解:

X

Y
)的可 能取值为
(
i
,
j
)

i
=0

1

2

3



P
{
C
2
2
X=
0,
Y=
2 }=
2C
2
C
4

1
7
35

P
{
X=
C
1
1
2
1,
Y=
1 }=
3
C
2
C
2
6
C< br>4

7
35

P
{
X=
1,
Y=
2 }=
C
1
2
1
3
C
2< br>C
2
6
C
4

7
35

P
{
X=
2,
Y=
0 }=
C
2C
2
3
2
C
4

3
7
35< br>
P
{
X=
2,
Y=
1 }=
C
2
1
1
3
C
2
C
2
12
C4

7
35

P
{
X=
2,
Y=
2 }=
C
2
2
3
C
2
C< br>4

3
7
35

P
{
X=
3,
Y=
0 }=
C
3
C
13
2
C
4

2
7
35

j
=0

12

i
+
j

2
,联合分布律



3
1
C
3
C
2
4
C
7
P
{
X=
3,
Y=
1 }=

2

35
P
{
X=
3,
Y=
2 }=0


k
(
6

x

y
),
0

x

2
,
2

y

4
5.[

]

设随机变量(
X

Y
)概率密度为
f
(
x
,
y
)




0
,
其它


1
)确定常数
k



3
)求
P
(
X
<1.5}

2
)求
P
{
X
<1,
Y
<3}

4
)求
P
(
X+Y

4}
分析:利用
P
{(
X
, Y)

G}=

f
(
x,
y
)
dx
dy


f
(
x
,
y
)
dx
dy
再化为累次积分,其中
G
G

D
o

0

x

2
,



D
o


(
x
,
y
)


2

y

4




解:

1
)∵
1
< br>







f
(
x
,
y
)
dx
dy


0
2
1
2
k
(
6

x
y
)
dydx
,∴
k

3

8
1

8

2

P
(
X

1
,
Y

3
)



0
1
dx
3
1
2
8
(
6

x

y
)
dy


3

P
(
X

1
.
5
)

P
(
X

1
.
5
,
Y


)


4

P
(
X

Y

4
)


1
.
5
0
dx
1
27

(
6

x

y< br>)
dy

2
8
32
4
1
2
(
6

x

y
)
dy


0
0
8
3
6


1
)求第
1< br>题中的随机变量(
X

Y
)的边缘分布律。

y

2
dx

4

x



2
)求第
2
题中的随机变量(
X

Y
)的边缘分布律。

解:

1
)①

放回抽样(第
1
题)

X
Y
0
1
边缘分布律为



0
1
2
x+y=
4
1
25

36
5

36
X
P
i
²

0
5

36
1

36
1

o
x
Y

0
1

5
6
1
6
P
²
j
5
6
1
6




不放回抽样(第
1
题)


X
Y
0
1
边缘分布为



0
1
45

66
10

66
X
0
1

10

66
1

66
Y

0
1

P
i
²

5
6
1
6
P
²
j
5
6
1
6


2


X

Y
)的联合分布律如下

X
Y
0
3
0
0
1
2
3
0

3

8
0

2
3

8
0

3

1

8
1

8





Y
的边缘分布律







Y
1
3
解:



X
的边缘分布律

X
0
1
P
i
²

1
3
3
1














P
²
j
8
8
8
8
7



设二维随机变量(
X

Y

)的概率密度为


4
.
8
y
(
2

x)
f
(
x
,
y
)



0
解:
f
X
(
x
)

6< br>8


2
8

0

x
< br>1
,
0

y

x
其它
求边缘概率密 度
.







x
4
.
8
y
(
2

x
)
dy

2
.
4
x
2
(
2

x
)

f
(
x
,
y
)
dy

0


0

0

x
1
其它

f
Y
(
y
)

< br>



1



4
.< br>8
y
(
2

x
)
dx

2
.
4
y
(
3

4
y

y
2
)
0

y

1

f
(
x
,
y
)
dx


y

其它

0
8.[

]

设二维随机变量(
X

Y
)的概率密度为

y


e
,
0

x

y求边缘概率密度。

f
(
x
,
y
)




0
,
其它
.


y
x=y

:
f
X
(
x
)






e

y
dy

e

x
,
x

0


f
(
x
,
y
)
dy


x
x

0

0
,

o
x

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