1.14

设 是独立同分布的随机变量序列,且

${X}_{i}$
$P$

令 为标准正态分布函数,则 ( ).

(A) 0 (B) (C) (D) 1

解

由中心极限定理

则

故应选(B).

1.15

设随机变量 相互独立,且 都服从参数为 的指数分布,则当 充分大时,随机变量 的概率分布近似服从 ( ).

(A) (B) (C) (D)

解

因为 ,所以 .

由中心极限定理, 近似服从 ,或者 近似服从 (当 充分大时).

故应选(B).

1.16

设 为标准正态分布函数,

且 相互独立. 令 ,则由中心极限定理知 的分布函数 近似于( ).

(A) (B) (C) (D)

解

由题意 服从二项分布 ,

故由中心极限定理可知,当 充分大时, 近似服从正态分布 ,

则 的分布函数 (当 充分大时).

故应选(B).

1.17

假设随机变量 独立同分布,且 ,则 ( ).

(A) 0 (B) (C) (D) 1

解

由此题条件及所求概率,考虑用辛钦大数定律:

对 .

因为 ,取 ,则

. 又

所以 .

故应选(D).

1.18

设随机变量 的概率密度为 , 试用切比雪夫不等式估计概率 ___.

解

,

则 .

故应填 .

1. 19

设 ,若由切比雪夫不等式有 ,则 _____; _____.

解

因为 ,所以 ,

则 .

1.20

在每次试验中事件 发生的概率等于 0.5,利用切比雪夫不等式,则在 1000 次独立试验中事件 发生的次数在 450 至 550 之间的概率为_____.

解

设随机变量 表示事件 在 1000 次试验中发生的次数,则 服从二项分布 , 易知

因为 ,由切比雪夫不等式

所以 ,即

故应填 0.9.

1.21

设 为相互独立的随机变量序列,且 服从参数为 的泊松分布,则

解

,代入独立同分布的中心极限定理,即得

1.22

一加法器同时收到 20 个噪声电压 . 设它们相互独立且都服从 上的均匀分布,则 _____.

解

因为 ,由中心极限定理可知 近似服从 ,所以

1.23

某市有 50 个无线寻呼台,每个寻呼台在每分钟内收到的电话呼叫次数服从参数 的泊松分布,则该市在某时刻一分钟内的呼叫次数的总和大于 3 次的概率是_____.

解

设第 个寻呼台在给定时刻一分钟内收到的呼叫次数为 ,则该市在此时刻一分钟内收到的呼叫总数为 ,且

所以, 根据独立同分布中心极限定理, 有

近似服从

于是,所求概率为

1.24

在一家保险公司里有 10000 人参加保险, 每人每年付 12 元保险费. 在一年内一个人死亡的概率为 0.006, 死亡后家属可向保险公司领取 1000 元. 试求: (1) 保险公司亏本的概率; (2) 保险公司一年的利润不少于 60000 元的概率.

解

1

设参加保险的 10000 人中一年死亡的人数为 , 则有 ,

公司一年收保险费 120000 元,付给死者家属 元. 当 时, 即 时公司就亏本了. 所以亏本的概率为:

由中心极限定理, 近似服从 . 于是

2

公司年利润不少于 60000 元就是 , 即 , 其概率为

1.25

现有一大批种子,其中良种占 ,现从中任取 6000 粒. 试分别 (1) 用切比雪夫不等式估计; (2) 用中心极限定理计算: 这 6000 粒中良种所占的比例与 之差的绝对值不超过 0.01 的概率.

解

设 6000 粒中的良种数量为 ,则 .

(1)要估计的概率为

相当于在切比雪夫不等式中取 ,于是由切比雪夫不等式可得

即用切比雪夫不等式估计此概率值不小于 0.7685.

( 2 )由拉普拉斯中心极限定理,二项分布 可用正态分布 近似, 于是, 所求概率为

比较两个结果, 用切比雪夫不等式估计是比较粗略的.

1.26

据以往经验, 某种电气元件的寿命服从均值为 100 小时的指数分布, 现随机地取 16 只,设它们的寿命是相互独立的,求这 16 只元件的寿命的总和大于 1920 小时的概率.

解

记 16 只电气元件的寿命分别为 ,则这 16 只元件的寿命之和为 , 依题意, ,根据独立同分布的中心极限定理

近似地服从 ,于是

1.27

某保险公司多年的统计资料表明,在索赔户中被盗索赔户占 20%,以 表示在随意抽查的 100 个索赔户中因被盗向保险公司索赔的户数.

(1)写出 的概率分布;

(2)利用棣莫弗一拉普拉斯定理,求被盗索赔户不少于 14 户且不多于 30 户的概率的近似值.

附表: 设 是标准正态分布函数

$x$00.51.01.52.02.53.0
$\Phi \left( x\right)$0.5000.6920.8410.9330.9770.9440.999

解

(1) 服从二项分布,参数 ,

(2) .

根据棣莫弗一拉普拉斯定理

1.28

一部件包括 10 部分,每部分的长度是一个随机变量,它们相互独立,且服从同一分布,其数学期望为2mm,均方差为0.05mm,规定总长度为 时产品合格,试求产品合格的概率.

解

设 表示该部件第 部分的长度 ,由题意知 , 独立同分布,由中心极限定理知, 近似服从 分布.

1.29

计算器在进行加法时,将每个加数舍入最靠近它的整数. 设所有舍入误差是独立的且在 上服从均匀分布. (1) 若将 1500 个数相加,问误差总和的绝对值超过 15 的概率是多少? (2) 最多可有几个数相加使得误差总和的绝对值小于 10 的概率不少于 0.90?

解

设每个加数的舍入误差为 ,由题设知 独立同分布,且在 上服从均匀分布,从而

( 1 )设 ,由独立同分布的中心极限定理有 近似地服从 ,

从而

即误差总和的绝对值超过 15 的概率约为 0.1802.

(2)记 ,要使 . 由独立同分布的中心极限定理,近似地有

即 ,查表得 ,

故 . 即最多有 443 个数相加使得误差总和的绝对值小于 10 的概率不少于 0.90.

1.30

有一批建筑房屋用的木柱,其中 的长度不小于 ,现在这批木柱中随机地取出 100 根,问其中至少有 30 根短于 的概率是多少?

解

记 为 100 根木柱中长度小于 的木柱根数,则 . 由棣莫弗一拉普拉斯中心极限定理知

1.31

一公寓有 200 户住户,一户住户拥有汽车辆数 的分布律为

$X$012
${p}_{k}$0.10.60.3

问需要多少车位, 才能使每辆汽车都具有一个车位的概率至少为 0.95.

解

设需要车位数为 ,且设第 户有车辆数为 ,则由 的分布律知

故

因共有 200 户, 各户占有车位数相互独立. 从而近似地有

今要求车位数 满足

由正态近似知,上式中 应满足

因 ,从而由 的单调性知 ,故

由此知至少需 254 个车位.

1.32

某种小汽车氧化氮的排放量的数学期望为 ,标准差为 ,某公司有这种汽车 100 辆,以 表示这些车辆的氧化氮排放量的算数平均,问当 何值时, 的概率不超过 0.01.

解

设以 表示第 辆小汽车氧化氮的排放量,则

由已知条件 得

各辆汽车氧化氮的排放量相互独立, 故可认为近似地有

需要计算的是满足 的最小值 .

由中心极限定理

应为满足 的最小值,即

故 ,应取 .

1.33

随机地选取两组学生,每组 80 人,分别在两个实验室里测量某种化合物的 值. 各人测量的结果是随机变量, 它们相互独立, 且服从同一分布, 其数学期望为 5, 方差为 0.3, 以 分别表示第一组和第二组所得结果的算数平均:

(1) 求 ;

(2) 求 .

解

(1)令 表示第一组第 人测量结果,则 . 由中心极限定理

(2)令 表示第二组第 人测量结果,则

1.34

某种电子器件的寿命(小时)具有数学期望 (未知),方差 . 为了估计 ,随机地取 只这种器件,在时刻 投入测试 (设测试是相互独立的) 直至失效,测得其寿命为 ,以 作为 的估计. 为了使 ,问 至少为多少?

解

表示第 个器件寿命, ,

故 . 有 ,得 .

因此 至少为 1537.

1.35

一工人修理一台机器需两个阶段,第一阶段所需时间(小时)服从均值为 0.2 的指数分布, 第二阶段服从均值为 0.3 的指数分布, 且与第一阶段独立. 现有 20 台机器需要修理. 求他在 8 小时内完成的概率.

解

设修理第 台机器 第一阶段耗时 ,第二阶段耗时 ,则共耗时 .

由已知 ,故

由中心极限定理, 20 台机器需要修理的时间近似服从正态分布, 即

所以概率为

1.36

某药厂断言,该厂生产的某种药品对于医治一种血液病的治愈率为 0.8,医院任意抽查 100 个服用此药品的病人,若其中多于 75 人治愈,就接受此断言,否则就拒绝此断言.

(1)若实际上此药品对该病治愈率是 0.8,求接受此断言的概率;

(2)若实际上此药品对该病治愈率是 0.7,求接受此断言的概率。

解

设 100 人中的治愈人数为 ,则 .

(1) ,即 .

由中心极限定理, 近似服从 .

则接受药厂断言的概率为

(2) ,即 .

由中心极限定理, 近似服从 .

则接受药厂断言的概率为