概率论强化作业

 

强化作业

第一章

1.某一地区患有癌症的人占0.005,患者对一种试验反应是阳性的概率为0.95,正常人对这种试验反应阳性的概率为0.04,现抽查一个人,试验反应是阳性,问此人是癌症患者的概率多大?

解:设定A:阳性;B:患者 P(B|A)=P(AB)/P(A)P(AB)=P(A)*P(B)= 0.005*0.95=0.000475 P(A)=0.005*0.95+0.995*0.04=0.04455

2.解:设B表示飞机被击中,Ai表示三人中恰有i个人击中,i=1,2,3.

由题设知:

3P(A)?0.6?00.2P161A,?(1C?3)2?0.4?0., 60.432

2P(A2)?C3?0.42?0.6?0.288,P(A3)?0.43?0.064.

P(B|A0)?0,P(B|A1)?0.2,P(B|A2)?0.5,P(B|A3)?1.

由全概率公式,得

P(B)?P(0A)P(B0|A?)

6?0 ?0.21?P|A)1(A)P(B1?2P(A)P2(?B|A)3P(A )P(B|A)0.5?0?.0 64

??1??127.解:(1)EX??xf(x)dx??(??1)x??1dx?,??0??20.4?32?0.20?.28?8

令??1??2X?1.?X,,解得?的矩估计量为???21?X

(2) 设X1,X2,...,Xn的一次观测值为x1,x2,...,xn,且0?xi?1,i?1,2,...,n. 则L(?)??f(ix?)??(?

i?1?i1nn1)???(ix

n?n1)?n? )(ix?i1ndlnL(?)n取对数:lnL(?)?nln(??1)???lnxi,令???lnxi?0, d???1i?1i?1

???解得:?的极大似然估计值 ?n

?lnx

i?1n?1, i

????的极大似然估计量?n

?lnX

i?1n?1. i

3..解:(1)当x?0时,F(x)??0dt?0, ??x

当0?x?1时,F(x)??

当1?x?2时,F(x)??

当x?2时,F(x)??x

??x??xf(t)dt??tdt?0x12x, 2??1x1f(t)dt??tdt??(2?t)dt??x2?2x?1, 012f(t)dt??tdt??(2?t)dt?1. 0112

所以,分布函数为:

x?0?0,?1?x2,0?x?1?2 F(x)??;

??1x2?2x?1,1?x?2?2?1,x?2?

(2) EX????

??xf(x)dx??xdt??x(2?x)dx?1, 01122

EX2????

??x2f(x)dx??x3dt??x2(2?x)dx?01127, 6

所以,EY?2EX?1?3,DX?EX2?(EX)2?1. 6

4,.解: (1)设X表示一个人等车的时间,则X~U[0,5],其概率密度为:

?1?, X~f(x)??5

??0,0?x?5. 其它

2

0一个人等车不超过2分钟的概率为:p?P(X?2)??1dx?0.4; 5

(2)设Y表示三个人中等车不超过2分钟的人数,则Y~B(3,0.4). 三人中至少有两个人等车不超过2分钟的概率为: 233?P(Y??3 P(Y?2)?P(Y?2)C3?0.42?0.6?C3?0.4?0.352

第二章

1..解:P(AB)?P(A)P(B|A)?0.3?0.4?0.12;

由P(A|B)?0.5得:P(A|B)?1?0.5?0.5,而P(A|B)?P(AB),故 P(B)

P(B)?P(AB)0.12??0.24. P(A|B)0.5

从而

P(A?B)?P(A)?P(B)?P(AB)?0.3?0.24?0.12?0.42.

2.解:设样本观测值xi?0,i?1,2,...,n.则

似然函数L(?)??f(xi)???e

i?1i?1nn??xi??en???xii?1n

dlnL(?)nn取对数ln得:lnL(?)?nln?????xi,令???xi?0, d??i?1i?1n

??解得λ的极大似然估计为?n

?x

i?1n?i1??1. .或λ的极大似然估计量为?Xx

3..解:(1)当x<0时,F(x)=0.

当0?x?2时,F(x)??

当x?2时,F(x)??xx??f(t)dt??2x011tdt?x2. 24

??f(t)dt??0x1tdt??0dt?1. 22

x?0?0,?1?所以,X的分布函数为: F(x)??x2,0?x?2. ?4

x?2??1,

1111(2)P(?1?X?)=F()?F(?1)??0?. 221616

11111或P(?1?X?)=?2f(t)dt??2tdt?. ?102216

??123122422,EX??xf(x)dx??xdx?2,xf(x)dx??xdx?????02023

11所以,E(2X?1)?2EX?1?; 3(3)因为EX????

DX?EX2?(EX)2?2. 9

4..解:(1)因为P(X?0)?0.3,P(X?1)?0.7, P(Y?0)?0.4,P(Y?1)?0.2,P(Y?2)?0.4, 所以,边缘分布分别为:

(2)因为P(X?0,Y?0)?0.2,而P(X?0)P(Y?0)?0.3?0.4?0.12, P(X?0,Y?0)?P(X?0)P(Y?0),所以X与Y不独立;

(3)计算得:EX?0.7,EY?1,E(XY)?0.9,所以

Cov(X,Y)?E(XY)?EXEY=0.9-0.7=0.2.

5.解:一个正态总体,总体方差?2?8已知,检验H0:??570对H1:??570.

检验统计量为U?~N(0,1). 检验水平?=0.05,临界值为u0.05?1.96,得拒绝域:|u|>1.96. 2

计算统计量的值:x?575.2,|u|?认为现在生产的钢丝折断力不是570. 575.2?570?2.6?1.96,所以拒绝H0,即2

第三章

1..解:P(AB)=P(A) P(B|A)= 0.8×0.25=0.2.

P(A|B)=P(AB)P(AB)0.2???0.5. P(B)1?P(B)1?0.6

2.解:由题设得,(X, Y)的分布律为:

从而求得边缘分布为:

3.解:(1)X的所有可能取值为1,2,3.且

842882181 P(X?1)?

?,P(X?2)???,P(X?3)????. 10510945109

845

所以,X的分布律为:

(2)当x?1时,F(x)?P(X?x)?0;

当1?x?2时,F(x)?P(X?x)?P(X?1)?4; 5

44; 45当2?x?3时,F(x)?P(X?x)?P(X?1)?P(X?2)?

当x?3时,F(x)?P(X?x)?P(X?1)?P(X?2)?P(X?3)?1. 所以,X的分布函数为:

?0,x?1?4?,1?x?2?5 F(x)??. 44?,2?x?3?45?1,x?3?

(3)因为Y=2X+1,故Y的所有可能取值为:3,5,7.且

4?1,58P(Y?5)?PX(?2? ,45

1P(Y?7)?P(X?3)?.45P(Y?3)?PX(?

得到Y的分布律为:

4..解:(1) p?P(|X|?1.96)?1?P(|X|?1.96)

?1?[2?(1.96?)?1]. 0

(2)Y服从二项分布B(3,0.05). 其分布律为:

k P(Y?k)?C3(0.05)k(0.95)3?k,k?0,1,2,3.

(3)由二项分布知:EY?np?3?0.05?0.15.

5..市场上供应的灯泡中,甲厂产品占60%,乙厂产品占40%;甲厂产品的合格品率为90%,乙厂的合格品率为95%,若在市场上买到一只不合格灯泡,求它是由甲厂生产的概率是多少?

解:设A表示甲厂产品,A表示乙厂产品,B表示市场上买到不合格品. 由题设知:P(A)?0.6,P(A)?0.4,P(B|A)?1?0.9?0.1,P(B|A)?1?0.95?0.05. 由全概率公式得:

P(B)?P(A)P(B|A)?P(A)P(B|A)?0.6?0.1?0.4?0.05?0.08.

由贝叶斯公式得,所求的概率为:

P(A|B)?

第四章

1..解:因为X~N(2,4),Y~B(10,0.1),所以DX?4,DY?10?0.1?0.9?0.9. 又X与Y相互独立,故D(X+3Y)=DX+9DY=4+8.1=12.1.

2.解:B表示取到白球,A1,A2,A3分别表示取到甲、乙、丙口袋. 1由题设知,P(A1)?P(A2)?P(A3)?. 由全概率公式: 3

P(B)?P(A1)P(B|A1)?P(A2)P(B|A2)?P(A3)P(B|A3) P(A)P(B|A)0.?60.1??0.. 750.08P(A)P(B|A?)P(A)P(B|A)

1211121 ??? 3333342

3..解:(1)由于连续型随机变量X的分布函数F(x)是连续函数,所以

?0,x?0?2 lim,即k=1,故F(x)?limF(x)?1F(x)??x,0?x?1;

x?1?x?1??1,x?1?

(2)P(0.3?X?0.7)?P(0.3?X?0.7)?F(0.7)?F(0.3)=0.4;

?2x,0?x?1(3)因为对于f(x)的连续点,f(x)?F?(x),所以f(x)??. 其它?0,

2, ??03

??11EX2??x2f(x)dx?2?x3dx?, ??02

141DX?EX2?(EX)2???. 2918EX????xf(x)dx?2?x2dx?1

4.. 解:(1) 因为P(X?0)?0.4,P(X?1)?0.6,

P(Y?1)?0.5,P(Y?2)?0.2,P(Y?3)?0.3,

所以,边缘分布分别为:

(2)因为P(X?0,Y?2)?0.1,P(X?0)P(Y?2)?0.08,

P(X?0,Y?2)?P(X?0)P(Y?2),所以,X与Y不独立;

(3)E(XY)?1?1?0.3?1?2?0.1?1?3?0.2?1.1.

5.解:总体方差未知,检验H0:??72对H1:??72,采用t检验法.

选取检验统计量:T?~t(35) 由??0.05,得到临界值t0.025(35)?2.0301. 拒绝域为:|t|>2.0301 .

因|t|??1.8?2.0301,故接受H0. 即认为本次考试全班的平均成绩仍为72分.

第五章 1.解:设定A:阳性;B:患者 P(B|A)=P(AB)/P(A)P(AB)=P(A)*P(B)= 0.005*0.95=0.000475 P(A)=0.005*0.95+0.995*0.04=0.04455

2.解:设B表示飞机被击中,Ai表示三人中恰有i个人击中,i=1,2,3. 由题设知:

3 P(A?0)?0.60.2P161A,?(1C?3)2?0.4?0., 60.432

2P(A2)?C3?0.42?0.6?0.288,P(A3)?0.43?0.064.

P(B|A0)?0,P(B|A1)?0.2,P(B|A2)?0.5,P(B|A3)?1.

由全概率公式,得

P(B)?P(0A)P(B0|A?)

6?0 ?0.21?P|A)1(A)P(B1?2P(A)P2(?B|A)3P(A )P(B|A)0.5?0?.0 64

??1??1 27.解:(1)EX??xf(x)dx??(??1)x??1dx?, ??0??20.4?32?0.20?.28?8

令??1??2X?1. ?X,,解得?的矩估计量为???21?X

(2) 设X1,X2,...,Xn的一次观测值为x1,x2,...,xn,且0?xi?1,i?1,2,...,n.

则 L(?)??f(ix?)??(?

i?1?i1nn1)???(ix

n?n1)?n? )(ix?i1ndlnL(?)n取对数:lnL(?)?nln(??1)???lnxi,令???lnxi?0, d???1i?1i?1

???解得:?的极大似然估计值 ?n

?lnx

i?1n?1, i

????的极大似然估计量?n

?lnX

i?1n?1. i

3..解:(1)当x?0时,F(x)??0dt?0, ??x

当0?x?1时,F(x)??

当1?x?2时,F(x)??

当x?2时,F(x)??x

??x??xf(t)dt??tdt?0x12x, 2??1x1f(t)dt??tdt??(2?t)dt??x2?2x?1, 012f(t)dt??tdt??(2?t)dt?1. 0112

所以,分布函数为:

x?0?0,?1?x2,0?x?1?2 F(x)??;

??1x2?2x?1,1?x?2?2?1,x?2?

(2) EX????

??xf(x)dx??xdt??x(2?x)dx?1, 01122

EX2????

??x2f(x)dx??x3dt??x2(2?x)dx?01127, 6

所以,EY?2EX?1?3,DX?EX2?(EX)2?1. 6

4,.解: (1)设X表示一个人等车的时间,则X~U[0,5],其概率密度为:

?1?, X~f(x)??5

??0,0?x?5. 其它

2

0一个人等车不超过2分钟的概率为:p?P(X?2)??1dx?0.4; 5

(2)设Y表示三个人中等车不超过2分钟的人数,则Y~B(3,0.4). 三人中至少有两个人等车不超过2分钟的概率为:

由题设知:P(A)?0.6,P(A)?0.4,P(B|A)?1?0.9?0.1,P(B|A)?1?0.95?0.05. 由全概率公式得:

P(B)?P(A)P(B|A)?P(A)P(B|A)?0.6?0.1?0.4?0.05?0.08. 由贝叶斯公式得,所求的概率为:

? P(A|B)P(A)P(B|A)0.?60.1??0.. 750.08P(A)P(B|A?)P(A)P(B|A)

第六章

1..解:P(AB)?P(A)P(B|A)?0.3?0.4?0.12;

由P(A|B)?0.5得:P(A|B)?1?0.5?0.5,而P(A|B)?P(AB),故 P(B)

P(B)?P(AB)0.12??0.24. P(A|B)0.5

从而

P(A?B)?P(A)?P(B)?P(AB)?0.3?0.24?0.12?0.42.

2.解:设样本观测值xi?0,i?1,2,...,n.则

似然函数L(?)??f(xi)???e

i?1i?1nn??xi??en???xii?1n

dlnL(?)nn取对数ln得:lnL(?)?nln?????xi,令???xi?0, d??i?1i?1n

??解得λ的极大似然估计为?n

?x

i?1n?i1??1. .或λ的极大似然估计量为?Xx

3..解:(1)当x<0时,F(x)=0.

当0?x?2时,F(x)??

当x?2时,F(x)??xx??f(t)dt??2x011tdt?x2. 24

??f(t)dt??0x1tdt??0dt?1. 22

x?0?0,?1?所以,X的分布函数为: F(x)??x2,0?x?2. ?4

x?2??1,

1111(2)P(?1?X?)=F()?F(?1)??0?. 221616

11111或P(?1?X?)=?2f(t)dt??2tdt?. ?102216

??123122422,EX??xf(x)dx??xdx?2,xf(x)dx??xdx?????02023

11所以,E(2X?1)?2EX?1?; 3(3)因为EX????

DX?EX2?(EX)2?2. 9

4..解:(1)因为P(X?0)?0.3,P(X?1)?0.7,

P(Y?0)?0.4,P(Y?1)?0.2,P(Y?2)?0.4,

所以,边缘分布分别为:

(2)因为P(X?0,Y?0)?0.2,而P(X?0)P(Y?0)?0.3?0.4?0.12, P(X?0,Y?0)?P(X?0)P(Y?0),所以X与Y不独立;

(3)计算得:EX?0.7,EY?1,E(XY)?0.9,所以

Cov(X,Y)?E(XY)?EXEY=0.9-0.7=0.2.

5.解:一个正态总体,总体方差?2?8已知,检验H0:??570对H1:??570.

检验统计量为U?~N(0,1). 检验水平?=0.05,临界值为u0.05?1.96,得拒绝域:|u|>1.96. 2

计算统计量的值:x?575.2,|u|?

认为现在生产的钢丝折断力不是570.

第七章 575.2?570?2.6?1.96,所以拒绝H0,即2

1..解:因为X~N(2,4),Y~B(10,0.1),所以DX?4,DY?10?0.1?0.9?0.9. 又X与Y相互独立,故D(X+3Y)=DX+9DY=4+8.1=12.1.

2.解:B表示取到白球,A1,A2,A3分别表示取到甲、乙、丙口袋. 1由题设知,P(A1)?P(A2)?P(A3)?. 由全概率公式: 3

P(B)?P(A1)P(B|A1)?P(A2)P(B|A2)?P(A3)P(B|A3)

1211121 ??? 3333342

3..解:(1)由于连续型随机变量X的分布函数F(x)是连续函数,所以

?0,x?0?2 lim,即k=1,故F(x)?limF(x)?1F(x)??x,0?x?1;

x?1?x?1??1,x?1?

(3)P(0.3?X?0.7)?P(0.3?X?0.7)?F(0.7)?F(0.3)=0.4;

4,.解: (1)设X表示一个人等车的时间,则X~U[0,5],其概率密度为:

?1?, X~f(x)??5

??0,0?x?5. 其它

2

0一个人等车不超过2分钟的概率为:p?P(X?2)??1dx?0.4; 5

(2)设Y表示三个人中等车不超过2分钟的人数,则Y~B(3,0.4). 三人中至少有两个人等车不超过2分钟的概率为:

由题设知:P(A)?0.6,P(A)?0.4,P(B|A)?1?0.9?0.1,P(B|A)?1?0.95?0.05. 由全概率公式得:

P(B)?P(A)P(B|A)?P(A)P(B|A)?0.6?0.1?0.4?0.05?0.08.

由贝叶斯公式得,所求的概率为:

P(A|B)?

(4)

P(A)P(B|A)0.?60.1??0.. 750.08P(A)P(B|A?)P(A)P(B|A)

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