《概率論與數(shù)理統(tǒng)計》習(xí)題答案(復(fù)旦大學(xué)出版社)第三章（2022年-2023年）

1、2022年-2023年最新習(xí)題三1.將一硬幣拋擲三次，以x表示在三次中出現(xiàn)正面的次數(shù)，以y表示三次中出現(xiàn)正面次數(shù)與 出現(xiàn)反面次數(shù)之差的絕對值.試寫出x和丫的聯(lián)合分布律.【解】X和Y的聯(lián)合分布律如表:X0123101113C1 X - X 二一3 2 2 281 1 1C2 x-x = 3 / 83 2 2 20318001111-X - X -二一2 2 282,盒子里裝有3只黑球、2只紅球、2只白球，在其中任取4只球，以X表示取到黑球的只 數(shù)，以丫表示取到紅球的只數(shù).求X和y的聯(lián)合分布律.【解】X和y的聯(lián)合分布律如表：X0123000C2 C2 3 32 C 4357C3 C 232 =C

2、435710C 。 C2 6-322- _C4357C2 。12322 _C4357C3 。232 C 43572R0黑,2紅,2白)=1。2 C2/C4 =2 27 35C C2 。6322 _C 4357C2 C2392-C 435703.設(shè)二維隨機變量（X, y）的聯(lián)合分布函數(shù)為sin xsin y, o %2L,0 y 上 TOC o 1-5 h z R （x，y）=220,其他.求二維隨機變量（X, y）在長方形域o 二y 2內(nèi)的概率.I 4 63 【解】如圖POX 上y 180 X 之 間獨立PX 180 PX 1801234i12=/ 5X1=1 -PX1PX 180 PX 18

3、0 34 1 8 0 -PI X1 8 0+月X 1 870月上234門 80-160、14 180 4 =| 1 - O LI 20 1180=1 - 4 =(0.158) 4= 0.00063.17.設(shè)x, 丫是相互獨立的隨機變量，其分布律分別為Px=k=p 3 k=0, 1, 2,PY=t=q (r),40, 1, 2,.證明隨機變量z=x+y的分布律為PZ=i=Z p (k)q (i - k) , i=0, 1, 2,.k = 0【證明】因X和y所有可能值都是非負(fù)整數(shù)，所以z = i = x+y=*=x = o y = z x = 1 r = z- 1= i y=于是PZ=F X=E

4、-i k 相國y獨立 X PX=3凡 E G =S P( k) q-i Z)k = Q18.設(shè)x, y是相互獨立的隨機變量，它們都服從參數(shù)為n, p的二項分布,證明z=x+y服從參 數(shù)為2n, p的二項分布.【證明】方法一：X+V可能取值為0, 1, 2,2.PX + y = Z = X PX =i, Y=k-ii = Q102022年-2023年最新2022年-2023年最新=X P( X=力 R -k ii = ()y/幾、(n 、二乙| I piq 止 i | p - kq i- 4n k if nV n 、=L |PkQ 求生max (X, Y)的分布律;=L |PkQ 求生max (

5、X, Y)的分布律; n-kJ八f(2npkq2 n-k)方法二：設(shè)/，均服從兩點分布(參數(shù)為p),那么 TOC o 1-5 h z 1 2 n 12nX=/2 + +.+ , 丫=/1 + +,+12n12nX+Y=U + +.+ + + +.+ ，PY=3X=Q =PY=3X=Q =PY=3,X = 0P X = 012 n I 2n所以，X+Y服從參數(shù)為(2幾初的二項分布.19.設(shè)隨機變量(X, Y)的分布律為(1)求 PX=2 I Y=2, P Y=3 I X=O；X012345000.010.030.050.070.091().010.020.04().050.060.0820.01

6、0.030.050.050.050.0630.010.020.040.060.060.05P X= 0 ,上 3 I：0. 1 P X= Q ,Y= j 0 0 求U=min (X, Y)的分布律; 求卬=4丫的分布律.-、PX = 2, Y = 2【解】(I) PX =2Y =2 = -PY =2P X=2，g 2 0.0 51f P X= i L 2 。2 52i=03PV= i = Pmax(X, Y) = i=P X= 4 Y i + P X i + P X Y= iVi=0,l,2,32 PX = k+ 乙 PX=k, Y=ik= tk = i + 于是類似上述過程，有U=min(X

7、,Y)0123P0.280.300.250.170.020.060.130.190.240.190.120.0520.雷達(dá)的圓形屏幕半徑為R,設(shè)目標(biāo)出現(xiàn)點(X, Y)在屏幕上服從均勻分布.(1)求 PY0 I YX；(2)設(shè)灰maxX, Y,求 PMQ.【解】因(X, Y)的聯(lián)合概率密度為/(%, y) = 7iR20,/(%, y) = 7iR20,其他.-、P Y0, YXPY0YX = 1PY Xfl f(x,y )dJT J(x，u )dRrdrrd r。兀R2122022年-2023年最新2022年-2023年最新PM0 = Pmax(X, Y)0 = 1 Pmax(X, Y) 0=

8、1 - P X0, Y0 = 1 - H1 3y)do = 1 一1=-44x0“021 .設(shè)平面區(qū)域。由曲線小1/x及直線y=0, x=l,x=e2所圍成，二維隨機變量（X, Y）在區(qū)域。上服從均勻分布，求（X, Y）關(guān)于X的邊緣概率密度在m2處的值為多少?題21圖 TOC o 1-5 h z 【解】區(qū)域。的面積為S =廣Ldx=inxe2=2.（X,P）的聯(lián)合密度函數(shù)為 01 x11 1一,1 xe2,0y ,/（x, y） =2x0, 其他.(X, Y)關(guān)于X的邊緣密度函數(shù)為1 x e 2, 其他.1 x e 2, 其他.f 1 Zx 11I J -dy =,0）的泊松分布，每位乘客在中

9、途下車的概率 為p（0vpv1）,且中途下車與否相互獨立，以丫表示在中途下車的人數(shù)，求：（1）在發(fā) 車時有n個乘客的條件下，中途有m人下車的概率；（2）二維隨機變量（X, V）的概 率分布.【解】(1) PY= m X= n =C mp (1 -p) , 0 m n , n= 0,1, 2, n(2) PX = n,Y = m = PX = n PY = m X = n142022年-2023年最新e -入=C mp (1- p X m n ,n= 0,1,2,n!2、I，而V的概率密度為五y), 0,124.設(shè)隨機變量X和V獨立，其中X的概率分布為X,1 卜0.3求隨機變量 gx+y的概率密

10、度g(u).【解】設(shè)F(y)是Y的分布函數(shù)，那么由全概率公式，知 gay的分布函數(shù)為G(u) = P X + Y u=03P X + Y uX = 1+OJ P X + Y uX = 2= 0.P Y u- 1|X= H 0F7Y $ u- X|= 由于X和V獨立，可見G (u ) = 0.3 P Y u - 1 + 0.7 P V u - 2=0 . F &一 H 0F7Y由此，得U的概率密度為g ()= G ()= 0.3 尸- 1) + 0.7 Fu- 2)=0.y U- H25. 25.設(shè)隨機變量X與V相互獨立，且均服從區(qū)間0,引上的均勻分布，求PmaxX,V) 1.解：因為隨即變量服

11、從(),3上的均勻分布，于是有10 x3, /(x) = 30, x 3;10 x3, /(x) = 30, x 3;1, 3,/(y) = 30, y 3.因為x, y相互獨立，所以f i0 x3,0y3,/() = 90, x 0, y 3, y 3.推得P m a x“ K =1.926.設(shè)二維隨機變量(X, y)的概率分布為其中qb,c為常數(shù)，且X的數(shù)學(xué)期望 母&二-O.2,p在0|恁0=0.5,記 益X+上求:152022年-2023年最新(1)。，c的值；Z的概率分布；PX=Z.解 (1)由概率分布的性質(zhì)知， +b+c+0.6=1 B|J a+b+c = 0.4.由 (X)=-0.

12、2，可得。+ c = - 0.1 .再由P Y ol X0 PX 0 ,/ O= a+ b+ 0.1 0 5zzPX 0, y 0, f (x, y)=0,其他.求(1)常數(shù)A;(2)隨機變量(X, Y)的分布函數(shù)；(3) P0X1, 07 0, x 0,=I0, 其他尸(內(nèi)”卜卜f w(也-oo -co卜 12e-(&+= 0010，(3) P0X1,0y2J= p0 x 1, o r 2o12e -(3x+4y)dxdy = (1 - e-3)(1 - e-8) 0.9499.0 05,設(shè)隨機變量（X, r）的概率密度為攵(6-x-y), 0 x2,2y4,/(x, y)甘/ o,其他.(

13、1)確定常數(shù)k；(2)求 PX 1, y3；(3)求 PXv1.5；(4)求 PX+r4.【解】(1)由性質(zhì)有+00”.f(x，y)dxdy = 1 2j4k(6 x_y)dydx=8 k= 1,2022年-2023年最新-00-00故R一82) P X 1, y3=2) P X 1, y3=/(%, y )d ydx TOC o 1-5 h z -CO -003二J J 31k(6-x-y)dydx=-0 2 88P X 1.5 = Jy)dxdy 如置a JJ /(x,y)dxdy.,D* 127=f1(6 - x - y )dy =02 832P(X+y 4= J/(x,y)dxdyD1

14、24 一二(6 -x-y )dy = _x + r 0,求（1）求（1）解（1）因X在（0, 0.2）上服從均勻分布，所以X的密度函數(shù)為10, 其他0,其他2022年-2023年最新4（y）= 5e - 5)，,0,y o, 其他.所以X 5e -5yX 5e -5y0.2 Io,25e -5丫,10，0 x 0.2 且 y0,其他.P(Y X) =H /(X, y)dxdy如圖 J1 25e -ydxdyy 0, y 0,.設(shè)二維隨機變量(x, r)的聯(lián)合分布函數(shù)為F (x, y)= 0, y 0,10，10，其他.設(shè)二維隨機變量（X, y）的概率密度為/（%，y）=I 0，/（%，y）=I

15、 0，f 4.8 y (2 -x), 0 x 1, 0 y x,其他.求邊緣概率密度.【解】/ (x)=b/(x,y)dy x -x4-0.x )d(2.Q (4x) , 1 ,= o= v0,10，其他/Jy)= J f(x ,y)dx -coJ 14 . 8y (-2x a) d f 2 .知(一3 y 4+y10，)y 1，2022年-2023年最新9,設(shè)二維隨機變量(X,求邊緣概率密度.【解】/ (工)=卜/(:X.00卜e=X0,/(),)用/( 丫-oo3-=00,10.設(shè)二維隨機變量(X,Y)的概率密度為、1 e-y, 0 xy, y)=6ye-3 % 0,= 0,=0,其他.y

16、iy=x2w0X題10圖y)的概率密度為題8圖題9圖/ (x, y):(1)試確定常數(shù)c；(2) 求邊緣概率密度.【解】(1)例 x,y)d xdy如圖.-CC-00Ljd.J-11得。=巴4 / (x)/()dyXIcx2y, X2); 1, =0,其他.f(x, y )d xdy)4CX 2 ydy =c = 1.?21-O02022年-2023年最新51x2(1 一14), 80,-1 x1,其他.J/lx2)，dy 1 TOC o 1-5 h z =丫2 4= /(x,y)dx y-oo(“21f75J 一x2y6x | _ y 2, 0 y 1,= 4=2o,o,其他.11 .設(shè)隨機

17、變量(X, Y)的概率密度為fl, y x, 0 x 1, / (x, y)=0,其他.求條件概率密度與x (y I X)，/X| y (x I y).題11圖【解】f (x) J以 f(x, y)dyX-O0-1 =2r , G x 1、0：其他.- 1 y 0,0 y 1, 其他.Ji 1dx= 1 +y,-yf (y) = J* /(x, y)dx= |idx = 1-y,丫y| yo,所以1/(x,y ) , ly 1 1 ,f (y |x ” = 2 %r|xf (%)JxX) 0,其他.2022年-2023年最新-，y x i, i-y.f( x、y )1f (%ly)=，- yx0,其他. 設(shè)含有。的二次方程為q2+2Xq+Y=0,試求。有實根的概率.1,0 cx 1 , fr(y)=r2o, 其他.故一（，y）x,y獨立 4（x）4（,）=1e-y/20 x 0,20, 其他.題14圖（2）方程2+2X+丫=0有實根的條件是 = (2X)2 4丫 20故從而方程有實根的概率為:%2y,PX2 Y= Hxdyx 2之y=J dxj g -y/2(jyo o 2=1 一 &兀 - =0.1445.15.設(shè)x和y分別表示兩個不同電子器件的壽命 從同一分布，其概率密度為（以小時計），并設(shè)x和y相互獨立，且服1000%20,2022