概率論與數(shù)理統(tǒng)計重點總結及例題解析15頁

1、概率論與數(shù)理統(tǒng)計重點總結及例題解析一：全概率公式和貝葉斯公式例：某廠由甲、乙、丙三個車間生產(chǎn)同一種產(chǎn)品，它們的產(chǎn)量之比為3：2：1，各車間產(chǎn)品的不合格率依次為8，9%, 12% ?，F(xiàn)從該廠產(chǎn)品中任意抽取一件，求：（1）取到不合格產(chǎn)品的概率；（2）若取到的是不合格品，求它是由甲車間生產(chǎn)的概率。（同步45頁三、1）解：設A1，A2，A3分別表示產(chǎn)品由甲、乙、丙車間生產(chǎn)，B表示產(chǎn)品不合格，則A1，A2，A3為一個完備事件組。P(A1)=1/2, P(A2)=1/3, P(A3)=1/6,P(B| A1)0.08，P(B| A2)0.09，P(B| A3)0.12。由全概率公式P(B) = P(A1)

2、P(B| A1)+ P(A2)P(B| A2)+ P(A3)P(B| A3) = 0.09由貝葉斯公式：P(A1| B)P(A1B)/P(B) = 4/9練習：市場上出售的某種商品由三個廠家同時供貨，其供應量第一廠家為第二廠家的2倍，第二、三兩廠家相等，而且第一、二、三廠家的次品率依次為2，2，4 。若在市場上隨機購買一件商品為次品，問該件商品是第一廠家生產(chǎn)的概率是多少？（同步49頁三、1） 【 0.4 】練習：設兩箱內(nèi)裝有同種零件，第一箱裝50件，有10件一等品，第二箱裝30件，有18件一等品，先從兩箱中任挑一箱，再從此箱中前后不放回地任取2個零件，求：（同步29頁三、5）（1）取出的零件是

3、一等品的概率；（2）在先取的是一等品的條件下，后取的仍是一等品的條件概率。解：設事件=從第i箱取的零件，=第i次取的零件是一等品（1）P()=P()P(|)+P()P(|)=（2）P()=,則P(|)= 0.485二、連續(xù)型隨機變量的綜合題例：設隨機變量X的概率密度函數(shù)為求：（1）常數(shù)；（2）EX；(3)P1<X<3；（4）X的分布函數(shù)F(x)（同步47頁三、2）解：(1)由得到1/2(2)(3)(4)當x<0時，當0x<2時，當x2時，F(xiàn)（x）=1故練習：已知隨機變量X的密度函數(shù)為且E(X)=7/12。求：（1）a , b ；（2）X的分布函數(shù)F(x) （同步49頁三

4、、2）練習：已知隨機變量X的密度函數(shù)為求：（1）X的分布函數(shù)F(x) ；（2）P0.3<X<2（同步45頁三、3）三、離散型隨機變量和分布函數(shù)例：設X的分布函數(shù)F(x)為： , 則X的概率分布為（ ）。分析：其分布函數(shù)的圖形是階梯形，故x是離散型的隨機變量 答案： P(X=-1)=0.4,P(X=1)=0.4,P(X=3)=0.2.練習：設隨機變量X的概率分布為P(X=1)=0.2,P(X=2)=0.3,P(X=3)=0.5,寫出其分布函數(shù)F(x)。 答案：當x1時，F(xiàn)(x)=0; 當1x2時，F(xiàn)(x)=0.2; 當2x3時，F(xiàn)(x)=0.5;當3x時，F(xiàn)(x)=1 四、二維連續(xù)型

5、隨機向量例：設與相互獨立，且服從的指數(shù)分布，服從的指數(shù)分布，試求：（1）聯(lián)合概率密度與聯(lián)合分布函數(shù)；（2）；（3）在取值的概率。解:（1）依題知 所以聯(lián)合概率密度為當時，有所以聯(lián)合分布函數(shù) （2）； （3）練習：設二元隨機變量（X，Y）的聯(lián)合密度是求：（1）關于X的邊緣密度函數(shù)f X(x)；（2）PX50，Y50（同步52頁三、4）五、二維離散型隨機向量設隨機變量X與Y相互獨立，下表列出了二維隨機向量(X,Y)的聯(lián)合分布律及關于X和關于Y的邊緣分布律中的部分數(shù)值,試將其他數(shù)值填入表中的空白處。 答案： 六、協(xié)差矩陣例：已知隨機向量（X,Y）的協(xié)差矩陣V為計算隨機向量（XY, XY）的協(xié)差矩陣（

6、課本116頁26題）解：DX=4, DY=9, COV(X,Y)=6D(XY)= DX + DY +2 COV(X,Y)=25D(X-Y) = DX + DY -2 COV(X,Y)=1COV（XY, XY）=DX-DY=-5故（XY, XY）的協(xié)差矩陣練習：隨機向量（X,Y）服從二維正態(tài)分布，均值向量及協(xié)差矩陣分別為計算隨機向量（9XY, XY）的協(xié)差矩陣（課本116頁33題）解：E(9X+Y)= 9EX+ E Y91+2E(XY)= EXE Y12D(9XY)=81DX + DY +18 COV(X,Y)=8112181222D(XY)= DX + DY 2 COV(X,Y)=122122

7、2COV（9XY, XY）=9DX-DY8 COV(X,Y)= 91281222然后寫出它們的矩陣形式（略）七、隨機變量函數(shù)的密度函數(shù)例：設XU(0,2),則Y=在(0,4)內(nèi)的概率密度（ ）。 答案 填：解：XU(0,2) ， ，求導出= （）練習：設隨機變量X在區(qū)間1，2上服從均勻分布，求Y=的概率密度f(y)。答案：當時，f(y)=，當y在其他范圍內(nèi)取值時，f(y)=0.八、中心極限定理例：設對目標獨立地發(fā)射400發(fā)炮彈，已知每一發(fā)炮彈地命中率等于0.2。請用中心極限定理計算命中60發(fā)到100發(fā)的概率。（同步46頁四、1）解：設X表示400發(fā)炮彈的命中顆數(shù)，則X服從B(400,0.2),

8、EX=80，DX=64,由中心極限定理：X服從正態(tài)分布N(80,64)P60<X<100=P-2.5<(X-80)/8<2.5=2(2.5)10.9876練習：袋裝食鹽，每袋凈重為隨機變量，規(guī)定每袋標準重量為500克，標準差為10克，一箱內(nèi)裝100袋，求一箱食鹽凈重超過50250克的概率。（課本117頁41題）九、最大似然估計例：設總體X的概率密度為 其中未知參數(shù)，是取自總體的簡單隨機樣本，用極大似然估計法求的估計量。解：設似然函數(shù)對此式取對數(shù)，即：且令可得，此即的極大似然估計量。例：設總體的概率密度為 據(jù)來自總體的簡單隨機樣本，求未知參數(shù)的最大似然估計量。（同步39頁

9、三、3）解：由得總體的樣本的似然函數(shù) 再取對數(shù)得： 再求對的導數(shù)：令，得所以未知參數(shù)的最大似然估計量為。練習：設總體X的密度函數(shù)為X1,X2,Xn是取自總體X的一組樣本，求參數(shù)的最大似然估計（同步52頁三、5）十、區(qū)間估計總體X服從正態(tài)分布N(,2), X1,X2,Xn為X的一個樣本 1：2已知,求的置信度為1-置信區(qū)間2：2未知,求的置信度為1-置信區(qū)間3：求2置信度為1-的置信區(qū)間例：設某校學生的身高服從正態(tài)分布，今從該校某班中隨機抽查10名女生，測得數(shù)據(jù)經(jīng)計算如下： 。求該校女生平均身高的95的置信區(qū)間。解： ,由樣本數(shù)據(jù)得查表得：t0.05(?)=2.2622,故平均身高的95的置信區(qū)

10、間為例：從總體X服從正態(tài)分布N(，2)中抽取容量為10的一個樣本，樣本方差S20.07,試求總體方差2的置信度為0.95的置信區(qū)間。解：因為,所以的95%的置信區(qū)間為:, 其中S20.07, ,所以=（0.033,0.233）例：已知某種材料的抗壓強度, 現(xiàn)隨機地抽取10個試件進行抗壓試驗, 測得數(shù)據(jù)如下: 482, 493, 457, 471, 510, 446, 435, 418, 394, 469. (1)求平均抗壓強度的點估計值;(2)求平均抗壓強度的95%的置信區(qū)間;(3)若已知=30, 求平均抗壓強度的95%的置信區(qū)間;(4)求的點估計值;(5)求的95%的置信區(qū)間;解: (1)0

11、(2) 因為, 故參數(shù)的置信度為0.95的置信區(qū)間是:, 經(jīng)計算,s = 35.276, n =10,查自由度為9的分位數(shù)表得, ,故=432.30, 482.70(3) 若已知=30, 則平均抗壓強度的95%的置信區(qū)間為:=438.90,476.09(4) =S2=1 240.28(5) 因為,所以的95%的置信區(qū)間為:,其中S2=1 240.28, ,所以=586.79,4134.27十一、假設檢驗1 已知方差2,關于期望的假設檢驗2 未知方差2,關于期望的假設檢驗3 未知期望,關于方差2的假設檢驗例：已知某鐵水含碳量在正常情況下服從正態(tài)分布N(4.55,0.112),現(xiàn)在測定了9爐鐵水，

12、含碳量平均數(shù)，樣本方差S 20.0169。若總體方差沒有變化，即20.121，問總體均值有無顯著變化？（0.05）（同步50頁四、1）解：原假設H0：4.55統(tǒng)計量，當H0成立時，U服從N（0，1）對于0.05，U0.025=1.96故拒絕原假設，即認為總體均值有顯著變化練習：某廠生產(chǎn)某種零件，在正常生產(chǎn)的情況下，這種零件的軸長服從正態(tài)分布，均值為0.13厘米。若從某日生產(chǎn)的這種零件中任取10件，測量后得厘米，S=0.016厘米。問該日生產(chǎn)得零件得平均軸長是否與往日一樣？（0.05）（同步52頁四、2）【 不一樣 】例：設某廠生產(chǎn)的一種鋼索, 其斷裂強度kg/cm2服從正態(tài)分布. 從中選取一個

13、容量為9的樣本, 得 kg/cm2. 能否據(jù)此認為這批鋼索的斷裂強度為800 kg/cm2 ().解： H0：u=800.采用統(tǒng)計量U=其中=40, u0=800, n=9, ，查標準正態(tài)分布表得=1.96|U |=,| U |<, 應接受原假設,即可以認為這批鋼索的斷裂強度為800kg/cm2.練習：某廠生產(chǎn)銅絲，生產(chǎn)一向穩(wěn)定?，F(xiàn)從該廠產(chǎn)品中隨機抽出10段檢查其折斷力，測后經(jīng)計算： 。假定銅絲折斷力服從正態(tài)分布，問是否可相信該廠生產(chǎn)的銅絲的折斷力方差為16？（0.1）（同步46頁四、2）【是】十二、證明題：例：總體, 其中是未知參數(shù), 又為取自該總體的樣本,為樣本均值. 證明: 是參數(shù)

14、的無偏估計. （同步39頁四、2）證明: 因為=, 故是參數(shù)的無偏估計.例：設是參數(shù)的無偏估計量, , 證明: 不是的無偏估計量.證明：因為是參數(shù)的無偏估計量，所以，, 即,故 不是的無偏估計量. （同步39頁四、3）其它證明題見同步練習46頁五、50頁五、十三、其它題目例：設隨機變量X在區(qū)間2，5上服從均勻分布，求對X進行的三次獨立觀測中，至少有兩次的觀測值大于3的概率。解：P(X3)=d= , 則所求概率即為練習：設測量誤差XN(0，100)，求在100次獨立重復測量中至少有三次測量誤差的絕對值大于19.6的概率，并用泊松分布求其近似值（精確到0.01）。解：由于XN(0，100)，則P(|X|19.6)=1- P(|X|19.6)=21-(1.96)=0.05且顯然YB(100,0.05),故P(Y3) =1- P(Y 2)=1-設l= np =100×0.05=5，且YP(5),則P(Y3)