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[数学]概率论练习册答案

时间:2019-01-28    下载该word文档


第一章 概率论的基本概念
一、选择题
1.答案:B 2. 答案:B
解:AUB表示AB至少有一个发生,-AB表示AB不能同时发生,因此(AUB(-AB表示AB恰有一个发生. 3.答案:C
4. 答案:C :C成立的条件:AB互不相容. 5. 答案:C :C成立的条件:AB互不相容,AB. 6. 答案:D :C得出A+B=. 7. 答案:C 8. 答案:D
注:选项B由于
P(Ai1P(Ai1P(Ai1P(Ai1i1i1i1i1nnnnni1(1P(Ai
N(A. N(9.答案:C 注:古典概型中事件A发生的概率为P(A10.答案:A
解:用A来表示事件“此r个人中至少有某两个人生日相同”考虑A 的对立事件A“此r个人的生日各不相同”利用上一题的结论可知rC3r65r!Pr365P365P(A,故P(A1r. rr36536536511.答案:C

12.答案:B
解:“事件AB同时发生时,事件C也随之发生”说明ABC
P(ABP(C;而P(ABP(AP(BP(AB1, P(AP(B1P(ABP(C. 13.答案:D
解:由P(A|BP(AB1可知
P(ABP(ABP(AB1P(ABP(BP(B1P(BP(BP(AB(1P(BP(B(1P(AP(BP(AB1P(B(1P(BP(AB(1P(BP(B(1P(AP(BP(ABP(B(1P(BP(ABP(ABP(BP(BP(AP(B(P(B2P(BP(ABP(B(P(B2P(ABP(AP(B
AB独立. 14.答案:A
解:由于事件A,B是互不相容的,故P(AB0,因此
P(A|B=15.答案:D
解:用A表示事件“密码最终能被译出”由于只要至少有一人能译出密码,则密码最终能被译出,因此事件A包含的情况有“恰有一人译出密码”“恰有两人译出密码”“恰有三人译出密码”“四人都译出密码”情况比较复杂,所以我们可以考虑A的对立事件A“密码最终没能被译出”,事件A只包含一种情况,即“四人都没有译出密码”,故111112P(A(1(1(1(1P(A. 543633P(AB00. P(BP(B
16.答案:B 解:所求的概率为
P(ABC1P(ABC1P(AP(BP(CP(ABP(BCP(ACP(ABC11111 100444161638注:ABCAB0P(ABCP(AB0P(ABC0. 17.答案:A
解:用A表示事件“取到白球”Bi表示事件“取到第i箱”i1.2.3,则由全概率公式知
P(AP(B1P(A|B1P(B2P(A|B2P(B3P(A|B311131553353638120. 18.答案:C
解:A表示事件“取到白球”Bi表示事件“取到第i类箱子”i1.2.3则由全概率公式知
P(AP(B1P(A|B1P(B2P(A|B2P(B3P(A|B3213212765636515. 19.答案:C
解:即求条件概率P(B2|A.Bayes公式知
P(B2P(A|B2P(B2|AP(B1P(A|B1P(B2P(A|B2P(B3P(A|B3二、填空题
32637155
7

1.{(正,正,正)(正,正,反)(正,反,反)(反,反,反)(反,正,正)(反,反,正)(反,正,反)(正,反,正)} 2.ABC;ABCABCABCABCABBCAC 30.30.5 解:若AB互斥,则PA+B=PA+PB,于是 PB=PA+B-PA=0.7-0.4=0.3 AB独立,则PAB=PAPB,于是
PA+B=PA+PB-PAB=PA+PB-PAPB,得P(B4.0.7 解:由题设PAB=PAPB|A=0.4,于是 PAUB=PA+PB-PAB=0.5+0.6-0.4=0.7. 5.0.3 解:因为PAUB=PA+PB-PABP(ABP(ABP(A所以P(ABP(ABP(B0.60.30.3. 6.0.6 解:由题设PA=0.7PAB=0.3,利用公式ABABA
P(ABP(AP(AB=0.7-0.3=0.4,故P(AB1P(AB10.40.6. P(ABP(A0.70.40.5. 1P(A10.47.7/12 解:因为PAB=0,所以PABC=0,于是
P(ABCP(ABC1P(ABC1[P(AP(BP(CP(ABP(BCP(ACP(ABC]. 13/42/67/12
8.1/4 解:因为P(ABCP(AP(BP(CP(ABP(BCP(ACP(ABC 由题设
P(AP(BP(C,P(ACP(AP(CP2(A,P(ABP(AP(BP2(A P(BCP(BP(CP2(A,P(ABC0,因此有93P(A3P2(A,解得
16PA=3/4PA=1/4,又题设PA<1/2,PA=1/4. 9.1/6 解:本题属抽签情况,每次抽到次品的概率相等,均为1/6,另外,用全概率公式也可求解. 10.1
1260解:这是一个古典概型问题,将七个字母任一种可能排列作为基本事件,则全部事件数为7,而有利的基本事件数为12121114故所求的概率为11.3/7 解:设事件A={抽取的产品为工厂A生产的}B={抽取的产品为工厂B生产的}C={抽取的是次品}PA=0.6PB=0.4PC|A=0.01PC|B=0.02,故有贝叶斯公式知
P(A|CP(ACP(AP(C|A0.60.013. P(CP(AP(C|AP(BP(C|B0.60.010.40.02741. 7!126012.6/11 解:设A={甲射击}B={乙射击}C={目标被击中} PA=PB=1/2PC|A=0.6PC|B=0.5

P(A|CP(ACP(AP(C|A0.50.66. P(CP(AP(C|AP(BP(C|B0.50.60.50.51111,P(ABP(BC0P(AC. 84三、ABC是三事件,P(AP(BP(CABC至少有一个发生的概率。
解:P (ABC至少有一个发生=P (A+B+C= P(A+ P(B+ P(CP(ABP(BCP(AC+ P(ABC= 3150 488四、 P(A111,P(B|A,P(A|B,P(AB 43211定义P(ABP(AP(B|A由已知条件143P(B1 解:由P(A|BP(BP(B2P(B6由乘法公式,得P(ABP(AP(B|A1 121111 46123由加法公式,得P(ABP(AP(BP(AB五、已知男人中有5%是色盲患者,女人中有0.25%是色盲患者。今从男女人数相等的人群中随机地挑选一人,恰好是色盲患者,问此人是男性的概率是多少?
解:A1={男人}A2={女人}B={色盲},显然A1A2=SA1 A2=φ 由已知条件知P(A1P(A2由贝叶斯公式,有
1P(B|A15%,P(B|A20.25% 2P(A1|BP(A1P(B|A1P(A1BP(A1P(B|A1P(A2P(B|A2 P(B1520210015125212100210000
六、设有甲、乙二袋,甲袋中装有n只白球m只红球,乙袋中装有N只白球M只红球,今从甲袋中任取一球放入乙袋中,再从乙袋中任取一球,问取到(即从乙袋中取到)白球的概率是多少?(此为第三版19(1
A1A2分别表“从甲袋中取得白球,红球放入乙袋” 再记B表“再从乙袋中取得白球”



B=A1B+A2BA1A2互斥 P (B=P (A1P(B| A1+ P (A2P (B| A2
=nN1mN nmNM1nmNM1第二章 随机变量及其分布
一、选择题
答:1.答案:B
注:对于连续型随机变量X来说,它取任一指定实数值a的概率均0,但事件{X=a}未必是不可能事件. 2.答案:B
解:由于X服从参数为的泊松分布,故P{Xk}P{X1}P{X2},1e1!kek!,k0,1,2,.2e2!2,因此
P{X2}1P{X2}1P{X0}P{X1}P{X2}. 20e221e222e251120!1!2!e3.答案:D
解:由于X服从[1,5]上的均匀分布,故随机变量X的概率密度为
1ba4,x[1,5].因此,若点a,b[1,5],则P{aXb}. f(x40,x[1,5]P{3X6}P{3X5}23P{0X4}P{1X4} 4421P{1X3}P{1X3}. 424 答案:C 解:由于X~N(,4,X~N(0,1;
2
由于P{X0}P{12X01}(,(0,故只有当02222时,才有P{X0}
P{X2}P{X2}1P{X2}1P{X2}1(1; 22正态分布中的参数只要求0,对没有要求. 5.答案:A
解:由于X~B(2,p,故
00P{X1}1P{X1}1P{X0}1C2p(1p21(1p22pp2
P{X1},故2pp2pp(舍) 由于Y~B(3,p,故
11219P{Y1}1P{Y1}1P{Y0}1C30(0(131(3. 33327595913536.答案:B
解:这里g(x2x3g(x处处可导且恒有g(x20其反函数为xh(yy3,直接套用教材64页的公式(5.2,得出Y的密度函2数为fY(yfX(7.答案:D
y311y3fX(. 2222注:此题考查连续型随机变量的概率密度函数的性质.见教材51. 8.答案:C
解:因为X~N(1,1,所以F(xP{X0}P{12xe(t122dtf(x1e2(x122. X101}(11(110.84310.1569, 11P{X0}1P{X0}1P{X0}1(1(10.8431;
X111}(00.5, 11P{X1}1P{X1}1P{X1}1(00.5;P{X1}P{9.答案:B
解:由于f(xf(x,所以X的概率密度函数为偶函数,其函数图形关于y轴对称,因此随机变量X落在x轴两侧关于原点对称的区间内的概率是相等的,从而马上可以得出F(0P(X0.我们可以画出函数f(x的图形,借助图形来选出答案B. 也可以直接推导如下:
F(aaa12f(xdx,令ux,则有
a
a
a
0
0a1f(xdx.20F(af(uduf(uduf(xdxf(xdxf(xdx10.答案:A
3137解:P{X}f(xdxxdxx2|114. 48112441111.答案:B 解:P{X2}1P{X2}1P{2X2}1P{21X121}222
1[(0.5(1.5]1(0.51(1.50.3753.
12.答案:D
解:对任意的x0,P{Xx}1P{Xx}1F(x1(1exex;选C描述的是服从指数分布的随机变量的“无记忆性”对于指数分布而言,要求参数0. 13.答案:A

解:选项A改为X~N(0,1,才是正确的;
aP{X(a,b}F(bF(a((b
P{|X|k}P{kXk}P{kXk}. kXkP{}(k(k2(k1,(k014.答案:B
解:由于随机变量X服从(1,6上的均匀分布,所以X的概率密度函数15,x[1,6]f(x.x2Xx100,x[1,6]X240X2X2,因此方程x2Xx10有实根的概率为 pP{X2}P{X2}
二、填空题 1.Xx. 620.8. 612.解:由规范性知111111515c. 2c4c8c16c16c163.解:由规范性知1a(kak1232/312aa. 12/324.解:因为P{Xx}P{Xx}P{Xx}F(xF(x0,所以只有在FX)的不连续点x=-1,1,2)上P{X=x}不为0,PX=-1=F-1-F-1-0=aP{X=1}=F1-F1-0=2/3-2aP{X=2}=F2-F2-0=2a+b-2/3,由规范性知1=a+2/3-2a+2a+b-2/3a+b=1,1/2=P{X=2}=2a+b-2/3,故a=1/6b=5/6. 1,1x55.解:由于X~U[1,5],所以X的概率密度为f(x 40,其它
p(x1Xx2f(xdx116.f(xe2(x222x211dx(x21. 4421y2e,y ,xf(y223X373P2X7P7.解:. 222(2(2.5(2(2.510.99720.993810.9910p(Xcp(Xcp(Xc1p(Xc1X3c3c38.:(0p(Xcp((. 2222c30c32913
0.50.5y0.解:FY(yP{Yy}P{Xy}0fY(yFY(y
11dxy,(0y4 2214y(0y4. 三、一袋中有5只乒乓球,编号为12345,在其中同时取三只,以X表示取出的三只球中的最大号码,写出随机变量X的分布律
解:X可以取值345,分布律为
21C23C5P(X3P(一球为3,两球为1,211021C33C5 P(X4P(一球为4,再在1,2,3中任取两球3 10610P(X5P(一球为5,再在1,2,3,4中任取两球也可列为下表 X 3 45 P21C43C5136 ,,1010100,x1,四、 设随机变量X的分布函数为FX(xlnx,1xe,
1,xe.求(1P (X<2, P {0<X3}, P (2<X<522)求概率密度fX (x. 解:1P (X2=FX (2= ln2 P (0<X3= FX (3FX (0=1

P(2X5555FX(FX(2lnln2ln 22241,1xe,2f(xF'(xx
0,其它五、设随机变量X的概率密度f(x
0x1xf(x2x1x2
其他0X的分布函数F (x
解:F(xP(Xx0xf(tdt
x0,F(xx0dt0x20x1,F(x0dttdt02x1x2,F(x2x,F(x故分布函数为
00dt
1
0tdt
x
1(2tdt2xx122
00dt
1
0tdt
2
1(2tdtx20dt10x2F(x222xx121x00x1
1x22x六、设K在(05)上服从均匀分布,求方程4x24xKK20有实根的概率
1 K的分布密度为:f(K5000K5其他
要方程有根,就是要K满足(4K2 (K+20 解不等式,得K2时,方程有实根。
2P(K21f(xdxdx25550dx3
5七、设随机变量X在(01)上服从均匀分布 1)求Y=eX的分布密度
1 X的分布密度为:f(x0

Y=g (X =eX是单调增函数
0x1
x为其他


X=h (Y=lnY,反函数存在 α = min[g (0, g (1]=min(1, e=1 max[g (0, g (1]=max(1, e= e
f[h(y]|h'(y|11 Y的分布密度为:ψ(yy0八、设X的概率密度为
1yey为其他
2x0xπ f(xπ2x为其他0Y=sin X的概率密度。
FY ( y=P (Yy = P (sinXy y<0时:FY ( y=0 0y1时:FY ( y = P (sinXy = P (0Xarc sin yπarc sin yXπ =1<y时:FY ( y=1 Y的概率密度ψ( y 为: y0时,ψ( y =[ FY ( y]' = (0 ' = 0 arcsiny02xdx2π2xdx
πarcsinyπ2π0<y<1时,ψ( y =[ FY ( y]' = =arcsiny02xdxπ2
2xdx
πarcsinyπ2π2π1y21y时,ψ( y =[ FY ( y]' = (1
= 0 第三章 多维随机变量及其分布
一、选择题
1.答案:A
解:要使F(xaF1(xbF2(x是某个随机变量的分布函数,该函数必须F(1aF1(bF2(ab1,只有选型A满足条件. 2.答案:A

解:由P{X1X20}1可知P{X1X20}1P{X1X20}0,故
P{X11,X21}P{X11,X21}P{X11,X21}P{X11,X21}0P{X11,X21}P{X11,X21}P{X11,X21}P{X11,X21}0又由联合分布律与边缘分布律之间的关系可知:
1P{X11}P{X11,X21}P{X11,X20}P{X11,X21}4
1P{X11,X20}41P{X11}P{X11,X21}P{X11,X20}P{X11,X21}4
1P{X11,X20}41P{X20}P{X11,X20}P{X10,X20}P{X11,X20}2
1P{X10,X20}P{X11,X20}P{X11,X20}02P{X1X2}P{X11,X21}P{X11,X21}P{X10,X20}0. 3.答案:D
解:联合分布可以唯一确定边缘分布 但边缘分布不能唯一确定联合分布,但如果已知随机变量XY是相互独立的,则由XY的边缘分布可以唯一确定XY的联合分布. 4.答案:A
解:由问题的实际意义可知,随机事件{Xi}{Yj}相互独立,故
P{Xi,Yj}P{Xi}P{Yj}6111,i,j1,2,11C6C63666
{XY}{Xk,Yk}P{XY}P{Xk,Yk}k1k1116 366P{XY}1P{XY}115 66
{XY}{XY}{XY}
而事件{XY}又可以分解为15个两两不相容的事件之和,即
{XY}{Xk,Yk1}{Xk,Yk2}{Xk,Y6},k1,2,3,4,5
P{XY}5.答案:B
151517P{XY}P{XY}P{XY}. 36366122解:当(X,YN(1,2,12,22,时,X~N(1,12Y~N(2,2,且XY相互独立的充要条件是0单由关于S和关于T的边缘分布,一般来说是不能确定随机变量ST的联合分布的. 6.答案:C
解:(方法1首先证明一个结论,T~N(,2ST~N(,2.证明过程如下(这里采用分布函数法来求ST的概率密度函数,也可以直接套用教材64页的定理结论(5.2)式):由于
FS(sP{Ss}P{Ts}P{Ts}1P{Ts}1P{Ts}1FT(s,fS(sfT(s(1fT(s1e2(s2221e2(s(222,T也服从正态分布,且ST~N(,2. 2所以这里Y~N(2,2.再利用结论:若X1X2相互独立,且2Xi~N(i,i2,i1,2,则X1X2~N(12,122.便可得出
22XY~N(12,122XY~N(12,122 2X2Y(XYY~N(122,1242; 22XYX(XY~N(212,4122. (方法2)我们还可以证明:有限个相互独立的正态随机变量的
线性组合仍然服从正态分布,且若Xi~N(i,i2,i1,2,,n,则
YkiXi~N(kii,ki2i2
i1i1i1nnn22XY~N(12,122XY~N(12,122
22X2Y~N(122,1242;2XY~N(212,4122. 7.答案:A
X~N(3,1Y~N(2,1Z1Z2Y2(Y21N(0,1,故Z32Z22(Y2X3(X3~N(0,11N(0,(221N(0,4ZZ1Z3,所以Z~N(0,5. 8.答案:D
解:由联合概率密度函数的规范性知
4
4
41f(x,ydxdyCdxsin(xydyC[cosxcos(x]dx4. 0004C[sinxsin(x]21C21049.答案:A 解:P{XY1}122xy1f(x,ydxdy
1154165dx(xxydy(x3x2xdx. 36327201x010.答案:(B)
解:由联合概率密度函数的规范性知

(2x3y1f(x,ydxdyAdxe00AAdye2xd(2xe3yd(3yA6.
606012.答案:C

解:用D表示以(0,0,(0,2,(2,1为顶点所形成的三角形区域,用G表示矩形域[0x2,0y1],则所求的概率为
P{(X,YD}D3232xx4f(x,ydxdyxydxdydxxydy(dx0.6
22216DG0x2021213.答案:B
解:利用结论:有限个相互独立的正态随机变量的线性组合仍然服从正态分布,且若Xi~N(i,,i1,2,,nYkiXi~N(kii,ki2i2.
2
ii1i1i1nnn
1因此(X1X2n1n1222Xn~N(,(N(,
ni1ni1nnX1X2~N(,22N(0,22. Z2X13,由教材64页定理结论中的(5.2)式可知,Z的概率密度函数为fZ(z1e2z32222(11.e22(2[z(23]22(22,故
2X13~N(23,42.

二、填空题
答:1.Fb,c-F(a,c;F(a,b;F(+,a-F(+,0;F(+,b-F(a,b. 2.1/6. 3.解:SD14.0
5.解:PX=Y=PX=-1, Y=-1+ PX=1, Y=1= PX=-1PY=-1+ PX=1PY=1=(1/2(1/2+ (1/2(1/2=1/2; PX+Y=0= PX=-1, Y=1+ PX=1, Y=-1= PX=-1Y=1e21/2,(x,yD1e2dx[ln|x|]12,故f(x,y. x0,(x,yD
+ PX=1PY=-1=(1/2(1/2+ (1/2(1/2=1/2; k(6xy,0x2,2y4三、设随机变量(XY)概率密度为f(x,y
0,其它1)确定常数k 3)求P (X<1.5} 2)求P {X<1, Y<3} 4)求P (X+Y4} 分析:利用P {(X, YG}=f(x,ydxdyf(x,ydxdy再化为累次积分,其中GGDo0x2,Do(x,y
2y4解:1)∵1f(x,ydxdy0212k(6xydydx,∴k3
81
82P(X1,Y301dx3128(6xydy3P(X1.5P(X1.5,Y4P(XY41.50dx127(6xydy 2832420dx4x012(6xydy 8322cxy,xy1四、设二维随机变量(XY)的概率密度为f(x,y
0,其它1)试确定常数c2)求边缘概率密度。 : l=f(x,ydxdydy01yycxydxc21022421ydycc 3214521212122xydyx(1x4,1x1 X~fX(xx4
80,其它5y21272Y~fY(yy4dydx2y00y1
其它

四、设二维随机变量(XY )的概率密度为
4.8y(2xf(x,y0解:fX(x0x1,0yx其它求边缘概率密度.
x4.8y(2xdy2.4x2(2xf(x,ydy000x1其它

fY(y14.8y(2xdx2.4y(34yy20y1 f(x,ydxy其它0五、设XY是两个相互独立的随机变量,X在(01)上服从均匀分布。Y的概率密1ye2,y0度为fY(y2
0,y0.1XY的联合密度。2设含有a的二次方程为a2+2Xa+Y=0,试求有实根的概率。
1,x(0,1解:1X的概率密度为fX(x
0,其它Y的概率密度为
1ye2,y0fY(y2且知X, Y相互独立,
0,y0.于是(XY)的联合密度为
y12f(x,yfX(xfY(y2e00x1,y0
其它
22)由于a有实跟根,从而判别式4X4Y0
22 即:YX D{(x,y|0x1,0yx}
P(YX2f(x,ydxdydxD01x201x2112edydxde21e2dx
0002yyx212e2010x22dx12((1(212(0.84130.5
12.50663120.341310.85550.1445六、设某种型号的电子管的寿命(以小时计)近似地服从N160202)分布。随机地选取4只求其中没有一只寿命小于180小时的概率。
解:设X1X2X3X44只电子管的寿命,它们相互独立,同分布,其概率密度为:
fT(t1e2π20(t16022202

f{X180}FX(180t160u200.8413u221180(t1602dt2220220118060du(20
12
1
e
查表N=min{X1X2X3X 4} P {N>180}=P {X1>180, X2>180, X3>180, X4>180} =P {X>180}4={1p[X<180]}4= (0.15874=0.00063 第四章 随机变量的数字特征
一、选择题
1.答案:D
解:由于D(XE(X2[E(X]2,所以E(X2D(X[E(X]2314E[3(X220]E[3(X2]E(203E[(X2]20342032. 2.答案:D
解:E(XYxyf(x,ydxdy0 3.答案:D
解:Cov(X,YE(XYE(XE(Y,故Cov(X,Y0E(XYEXEY
D(XYDXDY2Cov(X,Y,故Cov(X,Y0D(XYDXDY D(XYDXDY2Cov(X,Y,故Cov(X,Y0D(XYDXDY
0xye(xydxdy[xexdx]21
0
Cov(X,Y0XY0,但不能说明XY独立. 4.答案:C
X,Y2X3YD(2X3YD(2XD(Y3D4X. (DY 5.答案:C
解:当X,Y独立时,D(X3YD(XD(3YD(X9D(Y

E{[XE(X][YE(Y]}E[XYXE(YYE(XE(XE(Y]E(XYE(XE(Y,X,YE(XYE(XE(YE{[XEX][YEY]}0P{YaXb}1|XY|1. 6.答案:C
解:X,Y独立时,可以得到Cov(X,Y0 Cov(X,YE(XYE(XE(YCov(X,Y0XY0,即X,Y不相关,但不能得出X,Y独立;
D(XYDXDY2Cov(X,Y,故Cov(X,Y0D(XYDXDY D(XYDXDY2Cov(X,Y,故Cov(X,Y0D(XYDXDY. 7.答案:D
解:E[(XEX(YEY]0Cov(X,Y0XY0,即X,Y不相关. 8.答案:A
解:D(XYDXDY2Cov(X,YDXDYCov(XY,0XY0X,Y不相关. 9.答案:C
解:E(XYEXEY成立的前提条件是X,Y相互独立;
X,Y相互独立时,有D(XYDXDY,即D(XYDXDY成立的充分条件是X,Y相互独立;
D(XYDXDY2Cov(X,YDXDYCov(X,Y0XY0 X,Y不相关,所以D(XYDXDY成立的充要条件是X,Y不相关;
Cov(X,aXbCov(X,aXCov(X,baCov(X,XaD(X D(X1D(XD(12Cov(X,1D(X. 10.答案:D

解:D(XYDXDY2Cov(X,YCov(X,Y[D(XYDXDY]
D(2X3YD(2XD(3Y2Cov(2X,3Y4D(X9D(Y12Cov(X,Y. 1211.答案:B
解:由D(XE(X2[E(X]2E(X2DX[E(X2]
D(2X3D(2XD(32Cov(2X,34D(X
E(3YbE(3YE(b3E(Yb
E(X是一个确定的常数,所以D(E(X0. 12.答案:D
解:E[(Xc2]E(X22cXc2E(X22cE(Xc2
E(X2[E(X]2{[E(X]22cE(Xc2}E(X[E(X][E(Xc]D(X[E(Xc]D(X22222
13.答案:B
11n1n(n1(n1解:E(Xkk
nnn22k1k111n21n(n1(2n1(n1(2n1 E(Xkknnk1n66k122nnD(XE(X2[E(X]214.答案:C
(n1(2n1(n1212[](n1 6212xxxx110x解:E(Xxf(xdxxedxxde10xe10|010e10d(10
1010000E(2X1E(2XE(12E(X121. 15.答案:B 解:由于当X(ba2(2021. U[a,b]时,D(X,故这里D(X12123
16.答案:A
解:由于Xi~N(0,1,i1,2,所以E(X1E(X20D(X1D(X21
又因为YX1X2,所以E(YE(X1E(X20
D(YD(X1D(X22Cov(X1,X222[E(X1X2E(X1E(X2]22E(X1X2,X1X2的独立性未知,所以E(X1X2的值无法计算,故D(Y的值未知. 17.答案:C
解:由于(X,Y服从区域D{(x,y|0x,ya}上的均匀分布,所以(X,Y1,(x,yD2的概率密度为f(x,y,则a0,(x,yD1E|XY||xy|f(x,ydxdy2[dx(xydydy(yxdx]a00D00122dx(xydya2a200axaxayx2aadx2a2630a23. 18.答案:D X*X*XEXEX*0DX*1DXXEX~N(0,1. DX19.答案:A
111解:由题意知P{X}022xdx,故Y服从参数为31/4的二241139项分布,即Yb(3,,因此D(Ynpq3. 4441620.答案:D
E(XYxyf(,xydxdyXY
E(XY二、填空题
xyfx(xfy(ydxdy. 121.解:由题设=D(X2,故pX12e1!2e2. 2.PX=-1=aPX=0=bPX=1=c,a+b+c=1,-a+0+c=E(X0.1,a+c=E(X20.9,a=0.4,b=0.1,c=0.5,X的概率分布是PX=-1=0.4PX=0=0.1PX=1=0.5. 3. f(x1e2(x222,EX,DX2;f(y1e2x22,EY0, DY1. 4.解:由题设E(X2D(X[E(X]24251X的概率密度函数为f(x1e22(x128. 5.解:由题设
p(2X4p(23X343p(1X3111((112(10.3(0.65. p(X2p(X32311(1(0.356.解:E(X=0+1/6+1/3+1/4+1=7/4
E(X2=0+1/6+4/6+9/12+16/4=67/12
D(X=E(X2-[E(X]2=67/12-49/16=121/48 E(2X1=-2E(X+E1=-7/2+1=-5/2. 7.解:
DX4,DY9,XY0.5,D(2X3YD(2XD(3Y2Cov(2X,3Y4D(X9D(Y12Cov(X,Y. 4D(X9D(Y12XYDXDY168136618.解:由于X服从n=10p=0.4的二项分布,根据二项分布的性质,
EX=np=4DX=np1-p=2.4EX2= DX+EX2=18.4. 三、设随机变量X的分布为


E (X E (3X2+5 解:



E (X= (0.4+0×0.3+2×0.3=0.2 E (X2= (22×0.4+02×0.3+22×0.3=2.8 E (3X2+5 = 3E (X2+ E (5= 8.4+5=13.4 X Pk
2 0.4 0 0.3 2 0.3 四、设随机变量X的概率密度为
ex,x0 f(x0,x0求(1Y=2X
解:1E(y2Y=e2x的数学期望。

2xf(xdx02xexdx
2xex2ex02
0 2E(Y e2xf(xdxe2xexex
13x1e 303五、设随机变量X1X2的概率密度分别为
2e2x,f1(x0x0x04e4x,x0 f2(x0,x02求(1E (X1+X2E (2X13X22)又设X1X2相互独立,求E (X1X2
解:1E(X1X2E(X1E(X20x2e2xdx0x4e4xdx
12x14x1132x4xxeexee =240024422 2E(2X13X22E(X13E(X221320x24e4xdx
x4x14x3524xxeee1 =1328880
3E(X1X2E(X1E(X2六、设随机变量XY的联合分布为:
X Y 1 0 1 111 2481 0 1 1 81 81
81
8
0 1 81 81
81
8

验证:XY不相关,但XY不是相互独立的。
133 P [X=1]= P [Y=1]= 888 P [X=1 Y=1]P [X=1] P [Y=1] 证:∵

P [X=1 Y=1]= XY不是独立的

E (X =323+0×+1×=0 888323+0×+1×=0 888 COV(X, Y =E{[XE (X ][YE (Y ]}= E (XY EX·EY
E (Y =1111+(11×+1×(+1×=0 8888 XY是不相关的
七、设随机变量(X1X2)具有概率密度。
= (1(1 f(x,y 解:



1(xy 0x2, 80y2 E (X1E (X2COVX1X2ρX1X2D(X1X2
E(X2E(X22020dx2020xy17(xydy 8617(xydy 8677(X2} 66dxCOV(X1X2E{(X1
2027711dx(x(y(xydy
066836D(X1E(X12[E(X1]220dx201711x(xydy 83662202D(X22E(X2[E(X2]21711dxy(xydy 08636222
XY
1COV(X1,X2136
1111DX1DX236D (X1+X2= D (X1+ D (X2+2COV(X1, X2 =1111152( 3636369第五章 大数定理及中心极限定理
一、选择题
答:1.A 2.C 3.C
:X:X~B400,0.2X4000.2近似~N(0,1,因此
4000.20.86080X8010080P60X100P22.51
8884.C)注:EX,DX2不意味X服从正态分布,不要只看符号形式 5.B
:因为Xii1,2,服从参数为2的指数分布,故有
11EXi,DXi,(i1,2,
24
n
1Xin2Xin2Yni1,由独立同分布的中心极限定理有 i11nn2nn2Xnt2ix1limPi1xe2dtx
nn2
二、填空题 答:1.

三、据以往经验某种电器元件的寿命服从均值为100小时的指数分布,现在随机的抽取ab12ex2/2dx2.0
16只,设它们的寿命是相互独立的,求这16只元件寿命总和大于1920小时的概率。
解:设第i只寿命为Xi1i≤16,故E (Xi =100D (Xi =1002(l=1,2,,16.依本章定理1
16P(
i1Xi1920P
Xi160019201600i0P161001610016i016Xi16004000.8
(0.80.788.1
i从而P(Xi11619201P(Xi116i192010.78810.2119.
四、某种电子器件的寿命(小时)具有数学期望μ(未知),方差σ2=400 为了估计μ随机地取几只这种器件,在时刻t=0投入测试(设测试是相互独立的)直到失败,测得其寿n1X作为μ的估计,为使P{|Xμ|}0.95,n至少为多少? X1,…,Xn,以Xni1i解:由中心极限定理知,当n很大时
X

i1n
inμ2nσ
nXnμnσ2~N(0,1
n2nσ nnXnμP{|Xμ|1}P22nσnσnnσ2nnσ2n =22010.95
n 所以200.975

查标准正态分布表知
n1.96
20n1536.64n至少取1537
第六章 样本及抽样分布
一、选择题 答:1. ( C 2.C 注:统计量是指不含有任何未知参数的样本的函数

3.D注:当总体服从正态分布时D才成立,当然在大样本下,由中心极限定理有近似服从N(0,1 4.B

5.D
对于答案D,由于X/nXi~N(0,1,i1,2,,n,且相互独立,根据2分布的定义有
(Xi1ni2~x2(n
26(C 注:
7.(D 8.(C 注:X~N(0,X11~t(n11才是正确的. S1/n11nXSn~t(n1才是正确的
nn1S229.(B 根据~n1得到(XiX2~2n1
2
i110.(A 解:Xi19i~N(0,9Xi9~N0,1Yi29~29
2i1i199 t分布的定义有Xi199i9t9
81Yi12
i

二、填空题
答:1.与总体同分布,且相互独立的一组随机变量 2.代表性和独立性 3.n2ni
X
4.i1n2k21n1nk1n1n XXXXXXXiiiin1nnn1i1i1i1i1
5. 0.1 6.p,pq
n7.2(n1
n2n228.N,,Na,aii ni1i1三、在总体N526.32中随机抽一容量为36的样本,求样本均值X落在50.853.8之间的概率。 解:
6.321.2X521.8X~N(52,,P{50.8X53.8}P{}6.36.36.336666
128((0.829377四、设X1X2,…,Xn是来自泊松分布π (λ 的一个样本,XS2分别为样本均值和样本方差,求E (X, D (X, E (S 2 . 解:由X~π (λ E (X = λ D(X
E (X=E (X = λ, D (X=
D(Xλ,E(S2D(Xλ. nn第七章 参数估计
一、选择题
答:1.答案:
D. ˆ(XX ˆE[]因为E(X,所以2.答案:
D. nn112ˆ(XAXEˆ(XAX [] 因为E(XE(XE2i1i ni1ni122221n22ˆˆˆE(XE(X(XiX2. 所以,ni123. 答案
A . []似然函数L(,2i1n12 exp(xi2221
2lnL0,lnL0,得A2. 24. 答案
C. []在上面第5题中用取代X即可. 5. 答案
A. []求解同填空第7. 6. 答案
B. []求解同填空第9. 7. 答案
C. ˆ1ˆ2,E(ˆ4,且D( []因为E(8.答案
B. []求解同上面第910. 9答案
D. []求解同第12. 10.答案
B. 11617111ˆ3. D(2525254421n2 [] 的最大似然估计量是(XiX. ni1211.答案
A. []提示:根据置信区间的定义直接推出. 12.答案
D. []同填空题25. 13.答案
B. []同填空题第28. 14. 答案
A.
2S12/S2[]因为2~F(n11,n21,所以选A.
21/2二、填空题
答:1. 矩估计和最大似然估计;
2.p(x;iif(x;ii
3.
55 66因为E(X122(13(1=32
2
2[] 1)矩估计
ˆX所以32x1x2x34ˆ5. ,即的矩估计量633
2)最大似然估计
因为p(x11,x22,x3122(122526 对其求导:p51041250. 6ˆˆ2X1, 4. nlnXii1n1XlnXi11n
i[] 1的矩估计为:
1211E(Xx(1xdxx
02201n样本的一阶原点矩为:Xxi
ni1所以有:1ˆ2X1 X21Xnn2的最大似然估计为:
L(X1,,Xn(1Xi(1(Xi
ni1i1lnLnln(1lnXi
i1ndlnLnlnXi0 d1i1nnˆ得:nlnXii1lnXi1n
iˆX 5. p [] 因为P(Xxp(1p所以极大似然函数px1x,x0,1
n
i1nxi(1pxii1nL(p
lnLpxi1nip
nxii1n1p1nˆxix. 0pni1
6. ˆXˆX
[] 1 矩估计:E(Xkek0k1n,样本的一阶原点矩为:XXi
ni1k!所以有:EXXX. 2)极大似然估计:似然函数L(x1,,xn;nei1ni1nxixi!i
lnLn(xlnlnx!
ii1lnLxi0ˆX. n3n3n22ˆˆX7. a (XXbX(XXiini1ni1ab(ba2,D(X[]因为E(X,所以E(X2D(XE2(X 212ab1n2(ba2abX,Xi
2ni112223n3n2ˆˆXa(XiXbX(XiX2. ni1ni18.
ˆE(ˆD(ˆD(12
9. 数学期望E(X
1nnE(X [] E(XE(XiE(X
ni1n10.
1nn []E(XE(Xi. ni1n11. 1
2(n1 [] E[C(Xi1Xi2]2C(n12,所以C2i1n11
2(n1
12. [14.75415.146]
[] 这是方差已知,均值的区间估计,所以有:
置信区间为:[XZ,XZ] 2nn2由题得:X1(14.615.114.914.815.215.114.95
6 0.05Z0.0251.96n6 代入即得:[14.95所以为:[14.754,15.146] 13. [0.150.31] [] 210.060.061.96,14.951.96] 662(n1S222得: 22(n1S2222(n1S2212
(n1S2(n1S2所以的置信区间为:[] 22(11(11212n12S0.2代入得 [0.150.31].
三、设X1X1,…,Xn是来自参数为λ的泊松分布总体的一个样本,试求λ的极大似然估计量及矩估计量。
解:1)矩估计 X ~ π (λ E (X = λ,故λˆ=X为矩估计量。
n2)极大似然估计L(λni1nλi1P(xi;λenλ
x1!x2!xn!ixinlnL(λxlnλlnx!nλ
ii1i1dlnL(λdλxi1niλn0,解得λˆX为极大似然估计量。
λxiλe,xi0,1, (其中p(xi;λP{Xxi}xi!
四、设总体X具有分布律
X Pk 1 θ2 2 2θ(1θ
3 (1θ 2
其中θ(0<θ<1为未知参数。已知取得了样本值x1=1x2=2x3=1,试求θ的矩估计值和最大似然估计值。
解:1)求θ的矩估计值
E(X1θ222θ(1θ3(1θ2
[θ3(1θ][θ(1θ]32θE(X32θX
3X 则得到θ的矩估计值为θˆ22)求θ的最大似然估计值 似然函数L(θ312153
26P{Xi13ixi}P{X11}P{X22}P{X31}
ln L(θ =ln2+5lnθ+ln(1θ 求导

θ22θ(1θθ22θ(1θ5
dlnL(θ510 dθ61θ5得到唯一解为θˆ
6五、设X1X2 X3 X4是来自均值为θ的指数分布总体的样本,其中θ未知,设有估计量
T111(X1X2(X3X4 63T2(X12X23X34X45
T3(X1X2X3X44
1)指出T1T2 T3哪几个是θ的无偏估计量; 2)在上述θ的无偏估计中指出哪一个较为有效。 解:1)由于Xi服从均值为θ的指数分布,所以
E (Xi = θ, D (Xi = θ 2, i=1,2,3,4 由数学期望的性质2°,3°有
E(T1E(T211[E(X1E(X2][E(X3E(X4]θ 631[E(X12E(X23E(X34E(X4]2θ
5
1[E(X1E(X2E(X3E(X4]θ
4T1T2θ的无偏估计量 E(T32)由方差的性质2°,3°并注意到X1X2 X3 X4独立,知
D(T1D(T2115[D(X1D(X2][D(X3D(X4]θ2 3691811[D(X1D(X2D(X3D(X4]θ2 164D (T1> D (T2
所以T2较为有效。
六、 设某种清漆的9个样品,其干燥时间(以小时计)分别为6.0 5.7 5.8 6.5 7.0 6.3 5.6 6.1 5.0。设干燥时间总体服从正态分布N ~μσ2,求μ的置信度为0.95的置信区间。1)若由以往经验知σ=0.6(小时)2)若σ为未知。
σzα解:1μ的置信度为0.95的置信区间为(X n20.61.96(5.608,6.392 计算得X6.0,查表z0.0251.96,σ0.6,即为(6.09Stα(n12μ的置信度为0.95的置信区间为(X,计算得X6.0,查表n2t0.025(8=2.3060. 1910.33S(xix22.640.33.故为(6.02.3060(5.558,6.442
8i1832第八章 假设检验
一、选择题 答:
1.B 2.B 3.C 4.B 5.B 6.C 7.B 8.D
二、填空题
答:1.100 2. 1.176
三、某批矿砂的5个样品中的镍含量,经测定为(%3.25 3.27 3.24 3.26 3.24。设测定值总体服从正态分布,问在α = 0.01下能否接受假设:这批矿砂的含镍量的均值为3.25. 解:设测定值总体XNμσ 2μσ 2均未知
步骤:1)提出假设检验H0μ=3.25; H1μ3.25 2)选取检验统计量为tX3.25~t(n1
Sn
23H0的拒绝域为| t |tα(n1.

4n=5, α = 0.01,由计算知x3.252,S1n1(Xi15iX20.01304
查表t0.005(4=4.6041, |t|3.2523.250.343tα(n1
0.01304255)故在α = 0.01下,接受假设H0 四、要求一种元件使用寿命不得低于1000小时,今从一批这种元件中随机抽取25件,测得其寿命的平均值为950小时,已知这种元件寿命服从标准差为σ =100小时的正态分布。试在显著水平α = 0.05下确定这批元件是否合格?设总体均值为μ即需检验假设H0μ1000H1μ<1000
解:步骤:1H0:μ1000H1μ<1000σ =100已知) 2H0的拒绝域为x1000zα
σn3n=25α = 0.05x950 计算知x10002.5z0.051.645
100
25 4)故在α = 0.05下,拒绝H0,即认为这批元件不合格。
五、某种导线,要求其电阻的标准差不得超过0.005(欧姆今在生产的一批导线中取样品9根,测得s=0.007(欧姆设总体为正态分布。问在水平α = 0.05能否认为这批导线的标准差显著地偏大?
解:1)提出H0σ ≤0.005H1σ >0.005 2(n1S2H0的拒绝域为0.0052χα(n1
23n=9α = 0.05S=0.007,由计算知
(n1S22280.007215.68χ(n1 22α0.0050.005查表χ0.05(815.507
4)故在α = 0.05下,拒绝H0,认为这批导线的标准差显著地偏
东华理工大学2010 2011学年第 学期
《概率论与数理统计》期末考试试卷(A1
一.填空题:(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
1. X1,X2,,X16N(3,1XP{X}0.5,则

2.已知p(Ap(Bp(C14,p(AB0,p(ACp(BC18,则A,B,C全不发生的概率为
3. X~N(0,1,YX55, EY=
4.X[2,b]服从均匀分布,X1,,Xn是从总体X中抽取的样本,则b的矩估计量
. 00.55.设随机变量 X 的分布函数为: F(x = 0.81(x1,(1x1,(1x3,(3x., X
的概率分布律为___________________________
6.某车间生产滚珠,从长期实践可以认为滚珠的直径服从正态分布,且直径的方差为20.04从某天生产的产品中随机抽取16个,测得直径平均值为10毫米,给定0.05 .(Z0.051.645,Z0.0251.96. 7. 已知X~N(3,1Y~N(2,1,且X,Y相互独立,ZX2Y8,Z服从的分布为
一、填空题(每小题3分,共21分) (1 3 21 3 5 4 2X2 5
2
X

-1 1
3 (6 9.9902 10.0098 (7 N(1,5

P 0.5 0.3
0.2 二、选择题:(本大题共7小题,每小题2分,共14
1、设0P(A1,0P(B1,P(A|BP(AB1则下列正确的是( . (A AB不相容

(C AB不独立 2、下列叙述中正确的是( . (A D( (B AB相容 (D AB独立
XEXXEX1 (B ~N(0,1 DXDX22(C EX(EX (D EX2DX(EX2

3、设是总体X中的参数,称(,的置信度1a的置信区间,下面说话正确的是 . (A (,估计的范围,不正确的概率是1a (B 以概率1a落入(, (C 以概率a落在(,之外 (D (,以概率1a包含 4、设(X,Y~f(x,yg(x,y0,(x,yG,D为一平面区域,G,D的面积分别为,其它0SG,SD,P{(x,yD}((A. SG (B f(x,ydxdy (C SDD2g(x,ydxdy (D
GSDG SG5、设总体分布为N(,,未知,则要检验H0:2100,应采用统计量(
. (A XS/n(X (B i1n2iX (C (Xi1n2i (D (n1S21001002
6、有三类箱子,箱中装有黑、白两种颜色的小球,各类箱子中黑球、白球数目之比为4:1,1:2,3:2,已知这三类箱子数目之比为2:3:1,现随机取一个箱子,再从中随机取出一个球,则取到白球的概率为( . (A 7
15 (B
19
45 (C
5
13 (D
19
307、设随机变量X的概率密度函数为f(x,f(xf(x,F(xX的分布函数,则对任意 实数a( . (A F(a1a0f(xdx

(B F(a0f(xdx (D F(a2F(a1
12
a(C F(aF(a

二、选择题(每小题2分,共14分)
D,A,D,B,B,A,B
三、一座20层的高楼的底层电梯上了10位乘客,乘客从第3层起开始离开电梯,每一名乘客在各层离开电梯是等可能的,求没有两位乘客在同一层离开的概率。7分) 解:A表示事件没有两位乘客在同一层离开,则样本空间包含的样本点数为18事件A包含的样本点数为P1018,因此10P18PA100.0445
18
10
四、已知随机变量X~N(1,32Y~N(0,42,且XY相互独立,设Z(1 E(ZD(Z (2 YZ(12 解:(1E(ZEXY 321XY1E(XE(y
232311110
332XYXYXY22D(ZDEZEZEE(
323232X2XYY2EXEY2EX2EXEYEY21(= =E(934329349又因为EX2DXEX9110,EY2DY(EY216016
222所以D(Z=101615 9491(2Cov(Y,Z Cov(Y,1 3X2Y=E(YXYXYE(YE (
323211112EEYE2EEYE 32328YZ=
五、某运输公司有500辆汽车参加保险,在一年内每辆汽车出事故的概率为0.006,每辆参加保险的汽车每年交保险费800元,若一辆车出事故保险公司最多赔偿50000元.试利用中心极限定理计算,保险公司一年赚钱少于200000元的概率.8分) 附:标准正态分布分布函数x表:
CovY,ZDYDZ=825 545x x
0.56 0.7123 0.57 0.7157 0.58 0.7190 0.59 0.7224 A{某辆汽车出事故},则PA0.006,设X表示运输公司一年内出事故的车数.则X~B5000.006
保险公司一年内共收保费800500400000,若按每辆汽车保险公司赔偿50000计算,则保险公司一年赚钱小于200000元,则在这一年中出事故的车辆数超过4辆.因此
所求概率为
PX4P 1PX~NX5000.00645000.0065000.0060.9945000.0060.994
,2X5000.0060.5810.580.2810六、设总5000.0060.9942,其中0已知,是未知参数.X1Xn是从该总体中抽取的一个样本,求未知参数的极大似然估计量。8分)

解: 0为已知时,似然函数为
2L2n221n2exp2xi
2i1n1n22因而 lnLln2 所以,由似然方程 xi222i11nlnL2xi0,解得xi
ni1di1d1n1n所以的极大似然估计量为XXi
ni1七、设随机变量XY的联合密度函数为
bx2yf(x,y0 (1 求常数b

(2 Y的边缘密度函数; 8分)


解:1)由(x2y1其他).

f(x,y1得到1dy01yybx2ydx21252bydy,解得b 03412fYy

752y212xydxy,0y1fx,ydxy42其他0,
八、设随机变量X密度函数为fX(x,x,求YX的概率密度。8分)


解:当y0时,FYy0,当y0时,FYyP(YyPXyP(yXyfXxdx
y
yy00,因此fYyfXyfXyy0
九、设某种产品的一项质量指标 X~N(1600,1502,现从一批产品中随机地抽取16件,测得该指标的均值 X1645.以0.05检验这批产品的质量指标是否合格? (8. (Z0.051.645,Z0.0251.96

解:设H0:01600,H1:1600 H0为真时,检验统计量为X0,给定显著性水平0.05,拒绝域为
/nX0/n代入数据得z0.0251.96.
X0/n164516001.21.96落在拒绝域外,故接受H0即质150/16量指标合格.

22十、设总体Y~N,其中0都是未知参数.Y1Yn是从该总体中抽取的一个样本,6分)
1n1)试证明YYi的无偏估计量。普通班同学解答
ni11n22ˆYi2的无偏估计量。2假设是已知的,试证明实验班同学解答
ni121)因为Yi~N,i12n, 所以E(Yi,则
11n1nEYiEYin
nni1ni11n所以YYi的无偏估计量。
ni1(2因为Yi~N2 所以YiY2~N01,所以i~1 ,所以2
Yi21n22ˆ;因此, E1i12nEEYini12 En22nYi22nYi22YiEEn2 i1nni1ni1n1n2ˆYi是未知参数2的无偏估计. 所以,ni12

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