第2章工程随机数学基础习题答案

发布 2023-05-18 23:56:28 阅读 4699

1.设有函数。

试说明能否是某随机变量的分布函数。

解:不能,易知对,有:

又,因此在定义域内必为单调递增函数。

然而在上不是单调递增函数,所以不是某随机变量的分布函数。

2.-筐中装有7只蓝球,编号为1,2.3,4,5,6,7.在筐中同时取3只,以表示取出的3只当中的最大号码,写出随机变量的分布列。

解:的可能值为3,4,5,6,7。在7只篮球中任取3个共有种取法。

表示取出的3只篮球以3为最大值,其余两个数是1,2,仅有这一种情况,故。

表示取出的3只篮球以4为最大值,其余两个数可以在1,2,3中任取两个,共有种取法,故。

表示取出的3只篮球以5为最大值,其余两个数可在1,2,3,4中任取2个,共有种取法,故。

表示取出的3只篮球以6为最大值,其余两个数可在1,2,3,4,5中任取2个,共有种取法,故。

表示取出的3只篮球以7为最大值,其余两个数可在1,2,3,4,5,6中任取2个,共有种取法,故。

3. 设服从分布,其分布列为求的分布函数,并作出其图形。

解:服从(0-1)分布,其分布律为:

当时, 当时,

当时, 即有:,其分布图形如下图2-1

4.将一颗骰子抛掷两次,以表示两次所得点数之和,以表示两次中得到的小的点数,试分别求与的分布列。

解以分别记第一次,第二次投掷时的点数,样本空间为。

故x的分布列如下:

y的取值为1,2,3,4,5,6

y的分布列为:

5.试求下列分布列中的待定系数k

3)为常数。

解:(1)由分布列的性质有,所以

(2)由分布列的性质有。

所以 。或解。

由。所以服从几何分布,故有

(3)由分布列的性质有,所以 。

6.进行重复独立试验,设每次试验成功的概率为p失败的概率为。

1)将试验进行到出现一次成功为止,以表示所需的试验次数,求的分布列。(此时称服从以p为参数的几何分布。)

2)将试验进行到出现r次成功为止,以表示所需的试验次数,求的分布列。(此时称服从以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%。以表示他首次投中时累汁已投篮的次数,写出的分布列,并计算取偶数的概率。

解(1)此试验至少做一次,此即x可能值的最小值。若需做k次,则前k-1次试验均失败最后一次成功,由于各次试验是相互独立的,故分布律为。

1)此试验至少做r次,若需做k次,则第k次比为成功,而前k-1次中有r-1次成功,由于各次试验是相互独立的,故分布律为。

2)先写出x的分布律。它是题(1)中p=0.45的情形。所求的分布律为

。因故x取偶数的概率为。

7.有甲、乙两个口袋,两袋分别装有3个白球和2个黑球。现从甲袋中任取一球放入乙袋,再从乙袋任取4个球,求从乙袋中取出的4个球中包含的黑球数的分布列。

解:分为以下两种情况,即从甲袋中取一球放入乙袋,取出的球为白球的概率为,黑球为。

1)假设取出的是白球,乙袋此时为4白球2黑球。从中取出4球,黑球数可为0,1,2,概率如下,.

2)假设取出的是黑球,乙袋此时为3白球3黑球,从中取出4球,黑球数可为1,2,3.概率如下,.

综合以上两种情况,又已知从甲袋取出为白球的概率为,黑球是。所以。

分布列为。8. 设服从 poisson 分布,且已知,求。

解:由于即x的分布律为。

于是有由条件可得方程解得(舍去) 所以于是(查表)。

9.一大楼装有5套同类型的空调系统,调查表明在任一时刻t每套系统被使用的概率为0.1,问在同一时刻。

(1)恰有2套系统被使用的概率是多少?

(2)至少有3套系统被使用的概率是多少?

(3)至多有3套系统被使用的概率是多少?

(4)至少有1套系统被使用的概率是多少?

解: 以表示同一时刻被使用的设备的个数,则。

3)所求的概率为。

4)所求的概率为。

5)所求的概率为。

6)所求的概率为。

10.在纺织厂里一个女工照顾800个纱锭。每个纱锭旋转时,由于偶然的原因,纱会被扯断。设在某段时间内每个纱锭上的纱被扯断的概率是0.

005,求在这段时间内断纱次数不大于10的概率。

解:设纱被扯断的概率是p,p=0.005.用x表示在某段时间内的纱断次数,所求的概率为,而利用柏松定理,,有:

查表得:11.一寻呼台每分钟收到寻呼的次数服从参数为4的泊松分布。求。

1)每分钟恰有7次寻呼的概率。

2)每分钟的寻呼次数大于10的概率。解:

12. 某商店**某种商品,据历史记载分析,月销售量服从泊松分布,参数为5,问在月初进货时要库存多少件此种商品,才能以0.999的概率满足顾客的需要。

解:设表示商品的月销售量,则由服从参数为5的泊松分布,其概率分布为。

由题意,应确定 m 使得。

即。查泊松分布表得 m+1=14,或 m=13,即在月初进货时,至少要库存13件此种商品。

13.确定下列函数中的待定系数a,使它们成为分布密度,并求它们的分布函数。

解:(1)因时,且x为其他值时,为0.

根据公式有: 解得。

分布函数为:

(2)对。有所以。

分布函数为:

14.设随机变量的分布函数为。

1)求; 2)求分布密度。解:(1)

15. 设随机变量的分布密度为,且是随机变量的分布函数,则对任意实数a有试证之。

证明:因,有

易知。又为偶函数,有,即。

所以有。将。

代入上式,得:,即得证。

16. 设k在(0,5)上服从均匀分布,求方程有实根的概率。

解:x的二次方程有实根的充要条件是它的判别式。即 解得。

由假设k在区间(0,5)上服从均匀分布,其概率密度为。

故这个二次方程有实根的概率为

17.设顾客在某银行的窗口等待服务的时间(以分计)服从指教分布,其分布密度为。

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。以表示一个月内他未等到服务而离开窗口的次数。写出的分布律,并求。

解:顾客在窗口等待服务超过10min的概率为。

故顾客去银行一次因未等到服务而离开的概率为。从而y的分布率为。

18.设随机变量服从正态分布试求

3)确定c,使得。 解:,,

19.在电源电压不超过200伏,在200-240伏和超过240伏三种情况下,某种电子元件损坏的概率分别为0.1,0.001和0.2。假设电源电压服从正态分布,试求:

1)该电子元件损坏的概率;

2)该电子元件损坏时,电源电压在200-240之间的概率。

解:(1)由题意知则电压不超过200v:

电压在200~240v:

电压超过240v:

设电子元件损坏为事件a,则。

(2)设电源电压在200~240v之间为事件b则。

20.一个袋中有6个一样的球,其中3个球各标有一个点,2个球各标有2个点,一个球上标有3个点,从袋中任取3个球,设表示这3个球上点数的和。

1)求的分布列;

2)若任取10次(有放回抽样),求8次出现的概率;

3)求的概率分布。

解:(1)2) 此为贝努利概型,因,所以,任取10次出现 k 次的概率为的概率为。

21.设随机变量的分布列为。

求的分布列。

解:所有可能取值为0,1,4,9.

故x的分布律为:

22.设随机变量在区间内服从均匀分布。

1)求的分布密度。

2)求的分布密度。

解:(1)y的分布函数。

当y>0时,(注意x在有值,y在)

2)(注意x在有值,y在)

23.(1)设随机变量的分布密度为。求的分布密度。

(2)设随机变量的分布密度为求的分布密度。

解:(1),即有它严格单调增加,解得。

且有的分布密度为:

(2),即有,在时,严格单调增加,具有反函数又有的分布密度为:

24.设随机变量.

1)求的分布密度。

2)求的分布密度,3)求的分布密度。

解:1) 因为,故不取负值,从而,若,则;若,注意到,故的分布函数为:

从而,时,于是,的概率密度为。

2) 因故在取值,从而时;若,注意到,故的分布函数为:

故时,于是的概率密度为。

3) 对于,显然,当时;若,注意到,故的分布函数为:

故时,于是的概率密度为。

25. 设随机变量服从参数为2的指数分布,证明:在区间上服从均匀分布。

证明:的分布函数为:

故为的分布函数,由于,有,易得:

1)当y≤0时,g(y)≡0,(2)当y≥1时,g(y)≡1,3)当0

总之有。所以在区间(0,1)上服从均匀分布。

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