第二次作业详解与易错点

习题课 2 · 学生自学课件

复旦大学经济学院 ECON130001
习题2-2、2-4、2-5 · 共10题

自学路径与题目索引

教材题号内容跳转
P45 · 2-2 第4题使用中的供水设备数第4页
P45 · 2-2 第6题遇到红灯次数的分布律第7页
P45 · 2-2 第7题一周内的事故次数第9页
P45 · 2-2 第9题泊松近似第11页
P58 · 2-4 第3题含绝对值的密度第14页
P58 · 2-4 第6题随机系数方程的实根第19页
P58 · 2-4 第8题正态概率与分位点第21页
P63 · 2-5 第3题指数与对数变换第29页
P63 · 2-5 第5题绝对值变换第33页
P63 · 2-5 第7题递减变换与已知概率第35页

先判断模型,再计算概率

题目特征采用的方法需核对的条件
固定次数的两种结果试验$X\sim B(n,p)$次数固定;各次独立;成功概率相同
题设已指定计数服从泊松分布$X\sim\mathrm{Poisson}(\lambda)$$\lambda$ 对应题目指定的时段
独立、同概率试验次数多,单次事件概率小$B(n,p)\approx\mathrm{Poisson}(np)$近似结果应使用 $\approx$
给定概率密度函数$\int f=1$;$F(x)=\int_{-\infty}^{x}f(t)\,dt$非负性、取值范围、积分上下限
正态变量$Z=(X-\mu)/\sigma$记号中第二个参数是 $\sigma^2$
已知 $X$,求 $Y=g(X)$ 的分布$F_Y(y)=P(g(X)\le y)$先确定 $Y$ 的取值范围,再改写事件
模型与结果的核验

概率应在 $[0,1]$ 内;分布律的概率之和为1;密度的总积分为1。使用公式前,应先确认模型条件成立。

2-2 第4题:使用中的供水设备数

教材 P45 · 题目

一栋大楼有5个同类型供水设备,每个设备在同一时刻被使用的概率为0.1。求同一时刻:

  1. 恰有2个设备被使用的概率;
  2. 至少有3个设备被使用的概率;
  3. 至多有3个设备被使用的概率。
第一步:定义计数变量

令 $X$ 表示正在使用的设备数,$X$ 可取 $0,1,2,3,4,5$。

求解所需的独立性假设

以下假设各设备的使用状态相互独立,于是 $X\sim B(5,0.1)$。仅知道每个设备的使用概率,尚不足以确定同一时刻使用中的设备数的分布。

第4题:恰有2个与至少3个

第二步:写出分布律

恰有 $k$ 个设备使用时,先计算指定的 $k$ 个设备使用、其余设备不使用的概率,再乘以设备组合的数量。

$$P(X=k)=\binom5k(0.1)^k(0.9)^{5-k},\quad k=0,\ldots,5$$
(1)恰有2个$$P(X=2)=\binom52(0.1)^2(0.9)^3=10\times0.01\times0.729=\boxed{0.0729}$$
(2)至少有3个

「至少3个」包括 $3,4,5$ 三种情况:

$$\begin{aligned}P(X\ge3)&=P(X=3)+P(X=4)+P(X=5)\\&=0.0081+0.00045+0.00001=\boxed{0.00856}.\end{aligned}$$

第4题:至多3个与对立事件

(3)至多有3个

对立事件是 $X\ge4$,即4个或5个设备被使用:

$$P(X\le3)=1-P(X=4)-P(X=5)=1-0.00045-0.00001=\boxed{0.99954}$$
$k$012345
$P(X=k)$0.590490.328050.072900.008100.000450.00001
易错:「至少3个」与「至多3个」有重叠

$\{X\ge3\}$ 与 $\{X\le3\}$ 都包含 $X=3$,因此它们不是对立事件。

$$P(X\ge3)=1-P(X\le2),\qquad P(X\le3)=1-P(X\ge4).$$

表中6项概率之和为1;将各问对应的概率相加,可核对三问的结果。

2-2 第6题:途中遇到红灯的次数

教材 P45 · 题目

从学校到火车站途经3个交通岗。在各交通岗遇到红灯的事件相互独立,概率均为 $2/5$。设 $X$ 为途中遇到红灯的次数,求 $X$ 的分布律。

第一步:识别二项模型

共有3次独立试验;将「遇到红灯」作为计数的事件,其概率为 $p=2/5$,未遇到红灯的概率为 $3/5$。

$$X\sim B\left(3,\frac25\right),\qquad X\in\{0,1,2,3\}.$$
第二步:计算恰好遇到 $k$ 次红灯的概率

每一种红灯位置组合的概率为 $(2/5)^k(3/5)^{3-k}$;从3个位置中选出 $k$ 个红灯位置,共有 $\binom3k$ 种选择。

$$P(X=k)=\binom3k\left(\frac25\right)^k\left(\frac35\right)^{3-k},\quad k=0,1,2,3.$$

第6题:列出完整分布律

$k$计算概率
0$(3/5)^3$$27/125=0.216$
1$3(2/5)(3/5)^2$$54/125=0.432$
2$3(2/5)^2(3/5)$$36/125=0.288$
3$(2/5)^3$$8/125=0.064$

2-2 第7题:一周的交通事故次数

教材 P45 · 题目

某城市一周内发生交通事故的次数服从参数为0.3的泊松分布。求:(1)恰好发生2次的概率;(2)至少发生1次的概率。

模型与分布律

令 $X$ 表示一周内交通事故的次数,则

$$X\sim\mathrm{Poisson}(0.3),\qquad P(X=k)=e^{-0.3}\frac{0.3^k}{k!},\quad k=0,1,\ldots$$

第7题:恰好2次与至少1次的概率

(1)恰好2次$$P(X=2)=e^{-0.3}\frac{0.3^2}{2!}$$

$\boxed{P(X=2)\approx0.03334}$。

(2)至少1次

对立事件是 $X=0$:

$$P(X\ge1)=1-P(X=0)=1-e^{-0.3}$$

$\boxed{P(X\ge1)\approx0.25918}$。

2-2 第9题:纱锭断头次数的近似

教材 P45 · 题目

一名工人照看800个纱锭。每个纱锭在某段短时间内发生断头的概率为0.005,且每个纱锭在该时段内至多断头一次。利用泊松定理,求总断头次数超过2的概率。

第一步:建立二项模型并确定泊松近似参数

假设各纱锭的断头事件相互独立。令 $X$ 为总断头次数,则

$$X\sim B(800,0.005),\qquad \lambda=np=800\times0.005=4.$$

试验次数较多、单次断头概率较小,可用参数为4的泊松分布近似该二项分布。

第二步:确定「超过2次」对应的事件

$X$ 为整数,因此 $X>2$ 等价于 $X\ge3$。其对立事件是 $X\le2$,包括 $0,1,2$ 三项。

第9题:超过2次的概率与近似核验

第三步:利用对立事件计算所求概率$$\begin{aligned}P(X>2)&=1-P(X\le2)\\&\approx1-e^{-4}\left(\frac{4^0}{0!}+\frac{4^1}{1!}+\frac{4^2}{2!}\right)\\&=1-e^{-4}(1+4+8)=1-13e^{-4}\approx\boxed{0.76190}.\end{aligned}$$
核验:与二项分布的精确结果比较$$P(X>2)=1-\sum_{k=0}^{2}\binom{800}{k}(0.005)^k(0.995)^{800-k}\approx0.76263.$$

泊松近似值与二项分布计算值的差约为0.00073。

易错

用泊松分布近似二项分布时,应使用「≈」。「超过2次」不包含2次,其对立事件包含0次、1次和2次。

习题2-2:离散分布的易错点

常见错误或检查项核对方法
仅凭试验次数固定就采用二项分布还需确认每次只有两种结果、各次独立且成功概率相同
「至少 $m$」的对立事件$X\le m-1$,不是 $X\le m$
「至多 $m$」的对立事件$X\ge m+1$
混淆近似关系与精确等式泊松近似使用 $\approx$,并区分二项模型的精确结果
分布律的完整性检查

检查所有可能取值是否列全、各项是否非负,以及概率之和是否为1。

2-4 第3题:含绝对值的概率密度

教材 P58 · 题目$$f(x)=Ae^{-|x|},\qquad -\infty<x<+\infty.$$

求:(1)系数 $A$;(2)$P(0<X<1)$;(3)$X$ 的分布函数。

按正负区间展开绝对值$$e^{-|x|}=\begin{cases}e^x,&x<0,\\e^{-x},&x\ge0.\end{cases}$$
求解顺序与易错点

先由总积分为1确定 $A$,再求区间概率和分布函数。

当 $x<0$ 时,$-|x|=x$。不能在整个实数轴上都写成 $Ae^{-x}$。

第3题(1):归一化确定系数

归一化条件:以0为分界点分段积分$$\begin{aligned}1&=\int_{-\infty}^{0}Ae^x\,dx+\int_0^{+\infty}Ae^{-x}\,dx\\&=A[e^x]_{-\infty}^{0}+A[-e^{-x}]_0^{+\infty}\\&=A+A=2A.\end{aligned}$$
系数与对称性核验$$\boxed{A=\frac12}.$$

也可利用对称性写成 $1=2A\int_0^\infty e^{-x}\,dx=2A$。积分须包含正、负半轴上的全部面积。

第3题(2):区间概率是密度的积分

在区间 $(0,1)$ 上积分

此时 $f(x)=\frac12e^{-x}$,因此

$$\begin{aligned}P(0<X<1)&=\int_0^1\frac12e^{-x}\,dx\\&=\frac12[-e^{-x}]_0^1\\&=\boxed{\frac{1-e^{-1}}2}\approx0.31606.\end{aligned}$$
阴影面积表示 $P(0<X<1)$
阴影面积表示 $P(0<X<1)$

第3题(3):分两段求分布函数

分布函数的积分表达式$$F_X(x)=P(X\le x)=\int_{-\infty}^{x}f(t)\,dt.$$
当 $x<0$$$F_X(x)=\int_{-\infty}^{x}\frac12e^t\,dt=\boxed{\frac12e^x}.$$
当 $x\ge0$

将积分分为负半轴与0到 $x$ 两部分,负半轴上的累计概率也须计入:

$$\begin{aligned}F_X(x)&=\int_{-\infty}^{0}\frac12e^t\,dt+\int_0^x\frac12e^{-t}\,dt\\&=\frac12+\frac12(1-e^{-x})=\boxed{1-\frac12e^{-x}}.\end{aligned}$$

第3题:完整结果与连续性检查

分布函数$$F_X(x)=\begin{cases}\dfrac12e^x,&x<0,\\[4pt]1-\dfrac12e^{-x},&x\ge0.\end{cases}$$

在0处,左右极限与函数值均为 $1/2$,因此 $F_X$ 连续。

分布函数单调递增,在负、正无穷远处分别趋于0和1;$F_X(0)=1/2$
分布函数单调递增,在负、正无穷远处分别趋于0和1;$F_X(0)=1/2$

核验:$F_X(-\infty)=0$、$F_X(+\infty)=1$,且各段不减;$F_X(1)-F_X(0)=(1-e^{-1})/2$,与第(2)问一致。

2-4 第6题:随机系数与实根条件

教材 P58 · 题目

$K$ 在区间 $(1,6)$ 上服从均匀分布,求方程

$$x^2+Kx+1=0$$

有实根的概率。

第一步:将实根条件改写为关于 $K$ 的事件$$\Delta=K^2-4\ge0\quad\Longleftrightarrow\quad K\le-2\ \text{或}\ K\ge2.$$
第二步:与系数的取值范围取交集$$\{K\le-2\text{ 或 }K\ge2\}\cap\{1<K<6\}=\{2\le K<6\}.$$

第6题:均匀分布下计算区间概率

第三步:按区间长度之比计算概率

在 $(1,6)$ 上,密度为 $1/(6-1)=1/5$。

$$P(\text{有实根})=P(2\le K<6)$$$$=\int_2^6\frac15\,dk=\frac{6-2}{6-1}=\boxed{\frac45}.$$
绿色阴影面积表示方程有实根的概率
绿色阴影面积表示方程有实根的概率
判别式等于0的情形

$K=2$ 时有重根,仍属于「有实根」;由于 $P(K=2)=0$,是否计入这一端点不影响结果。

2-4 第8题:正态分布的概率与分位点

教材 P58 · 题目

设 $X\sim N(3,2^2)$。

  1. 求 $P(2<X\le5)$、$P(|X|>2)$、$P(X>3)$;
  2. 确定 $c$,使 $P(X>c)=P(X\le c)$;
  3. 若 $P(X>d)\ge0.9$,问 $d$ 至多为多少?
统一标准化$$\mu=3,\quad\sigma=2,\qquad Z=\frac{X-3}{2}\sim N(0,1).$$

记 $\Phi(z)=P(Z\le z)$ 为标准正态分布函数。第二个参数为 $\sigma^2=4$,标准化时分母是 $\sigma=2$。

第8题(1):区间概率与均值右侧概率

$P(2<X\le5)$$$\begin{aligned}P(2<X\le5)&=P(-0.5<Z\le1)\\&=\Phi(1)-\Phi(-0.5)\\&=\Phi(1)+\Phi(0.5)-1\\&\approx0.84134+0.69146-1\\&=0.53280\approx\boxed{0.5328}.\end{aligned}$$
区间的两个端点2和5都须标准化
区间的两个端点2和5都须标准化
$P(X>3)$$$P(X>3)=P(Z>0)=1-\Phi(0)=\boxed{\frac12}.$$

正态分布关于均值3对称,均值两侧的概率各为一半。

第8题(1):绝对值事件分成两侧

先改写事件$$\{|X|>2\}=\{X<-2\}\cup\{X>2\}.$$

两部分互斥,因此概率相加。

分别标准化两个阈值$$\begin{aligned}P(|X|>2)&=\Phi\left(\frac{-2-3}{2}\right)+1-\Phi\left(\frac{2-3}{2}\right)\\&=\Phi(-2.5)+1-\Phi(-0.5)\\&\approx0.00621+0.69146\\&=0.69767\approx\boxed{0.6977}.\end{aligned}$$
易错

本题不能写成 $2P(X>2)$。也可利用对立事件: $1-P(-2\le X\le2)$,但两个端点都必须标准化。

两侧概率并不相等:分布中心是3,而不是0
两侧概率并不相等:分布中心是3,而不是0

第8题(2):两侧概率相等的分界点

将题设条件写成分布函数方程$$P(X>c)=P(X\le c)\quad\Longrightarrow\quad1-F_X(c)=F_X(c).$$$$F_X(c)=\frac12. $$
用标准正态分布求解$$\Phi\left(\frac{c-3}{2}\right)=\frac12=\Phi(0).$$

标准正态分布函数严格递增,因此

$$\frac{c-3}{2}=0\quad\Longrightarrow\quad\boxed{c=3}. $$

第8题(3):由概率下限求阈值上限

第一步:用分布函数表示右侧概率$$P(X>d)\ge0.9\quad\Longleftrightarrow\quad F_X(d)\le0.1.$$$$\Phi\left(\frac{d-3}{2}\right)\le0.1.$$
阈值越大,右侧概率越小;边界处右侧概率为0.9
阈值越大,右侧概率越小;边界处右侧概率为0.9
阈值上界与右侧概率的关系

$d$ 增大时,密度曲线在 $X>d$ 区域下的面积减小。要使右侧概率至少为0.9,$d$ 应不超过右侧概率恰为0.9时的临界值。

第8题(3):用分位点求精确上界

分位点的含义

取满足 $\Phi(z_{0.1})=0.1$ 的点,即标准正态分布左侧概率为0.1的位置。用 $\Phi^{-1}$ 表示反函数:

$$z_{0.1}=\Phi^{-1}(0.1)\approx-1.2815516.$$
利用严格递增性$$\begin{aligned}\Phi\left(\frac{d-3}{2}\right)\le0.1&\Longleftrightarrow\frac{d-3}{2}\le z_{0.1}\\&\Longleftrightarrow\boxed{d\le d_*=3+2\Phi^{-1}(0.1)}.\end{aligned}$$

数值计算给出 $d_*\approx0.4368969$。

易错:方向与舍入

本题求 $d$ 的最大允许值。例如 $d=0.43$ 时右侧概率约0.90060,符合条件;$d=0.44$ 时约0.89973,不符合。判定是否满足条件时,应使用精确上界,不能将上界向上舍入。

习题2-4:连续分布的易错点

问题正确处理
混淆密度取值与概率区间概率由密度的积分计算;单点概率 $P(X=x)=0$
求 $F(x)$ 时从0开始积分从 $-\infty$ 积分,或在分段积分时补全此前的累计概率
含绝对值而不分段先按符号区间写出 $e^{-|x|}$ 的表达式
误将 $\sigma^2$ 作为标准差标准化分母为 $\sigma$
绝对值概率直接乘2先检查分布是否关于0对称
求阈值时误判不等号方向先写为分布函数不等式,再利用分布函数的单调性

本组题均涉及连续型随机变量,单点概率为0,因此区间端点是否包含在内不影响概率。

习题2-5:随机变量变换的通用步骤

分布函数法
  1. 根据 $X$ 的取值范围,先确定 $Y=g(X)$ 的取值范围。
  2. 写出 $F_Y(y)=P(g(X)\le y)$。
  3. 将关于 $Y$ 的事件改写成关于 $X$ 的事件,再计算概率。
  4. 若 $Y$ 有密度,在各可导区间对 $F_Y$ 求导,并写明各区间的密度取值。
三类变换的事件改写
变换事件改写时的重点
$Y=e^X$单调递增,取对数后不等号同向
$Y=-2\ln X$ 或 $Y=1-X$单调递减,解不等式时方向反转
$Y=|X|$当 $y$ 为正数时,须同时考虑 $X=y$ 与 $X=-y$
自检

密度要非负、积分为1。使用反函数法求密度时,除代入反函数外,还须乘以反函数导数的绝对值。

2-5 第3题:均匀分布随机变量的两种变换

教材 P63 · 题目

$X$ 在 $(0,1)$ 上服从均匀分布,求:(1) $Y=e^X$ 的概率密度;(2) $Y=-2\ln X$ 的概率密度。

(1)先求变换后的分布函数

因为 $0<X<1$,所以 $1<Y<e$。当 $1<y<e$ 时:

$$F_Y(y)=P(e^X\le y)=P(X\le\ln y)=\ln y.$$

最后一步使用 $X\sim U(0,1)$,且此时 $0<\ln y<1$。

分布函数的完整分段表达式$$F_Y(y)=\begin{cases}0,&y\le1,\\\ln y,&1<y<e,\\1,&y\ge e.\end{cases}$$

第3题(1):求导得到密度

对区间内部的分布函数求导$$\boxed{f_Y(y)=\begin{cases}\dfrac1y,&1<y<e,\\[3pt]0,&\text{其他}.\end{cases}}$$$$\int_1^e\frac1y\,dy=[\ln y]_1^e=1.$$
变换后的密度随 $y$ 变化,不再是均匀密度
变换后的密度随 $y$ 变化,不再是均匀密度

反函数核验:$x=\ln y$,$|dx/dy|=1/y$,故 $f_Y(y)=f_X(\ln y)|dx/dy|=1/y$。

第3题(2):递减变换的不等号方向

第一步:确定取值范围

$0<X<1$,所以 $\ln X<0$,从而 $Y=-2\ln X>0$。

第二步:对 $y>0$ 改写事件$$\begin{aligned}-2\ln X\le y &\Longleftrightarrow \ln X\ge-\frac y2\\ &\Longleftrightarrow X\ge e^{-y/2}.\end{aligned}$$

上述等价变形中,除以负数−2时,不等号方向反转。

第三步:计算累计概率$$F_Y(y)=P(X\ge e^{-y/2})=1-e^{-y/2},\qquad y>0.$$

这里 $e^{-y/2}\in(0,1)$,所求概率是该阈值右侧的区间长度。$y\le0$ 时 $F_Y(y)=0$。

第3题(2):密度及参数核验

对分布函数求导$$\boxed{f_Y(y)=\begin{cases}\dfrac12e^{-y/2},&y>0,\\[3pt]0,&y\le0.\end{cases}}$$

这是参数为 $\lambda=1/2$ 的指数分布。

积分检验$$\begin{aligned}\int_0^\infty\frac12e^{-y/2}\,dy&=[-e^{-y/2}]_0^\infty\\&=1.\end{aligned}$$
反函数检验

$x=e^{-y/2}$,故 $|dx/dy|=\frac12e^{-y/2}$。在变换对应的区间内乘以原密度 $f_X(x)=1$,所得 $f_Y(y)$ 与求导结果一致。

2-5 第5题:标准正态变量的绝对值

教材 P63 · 题目

设 $X\sim N(0,1)$,求 $Y=|X|$ 的概率密度。

先求分布函数

$Y\ge0$,因此 $y<0$ 时 $F_Y(y)=0$。当 $y\ge0$ 时:

$$\begin{aligned}F_Y(y)&=P(|X|\le y)\\&=P(-y\le X\le y)\\&=\Phi(y)-\Phi(-y)\\&=2\Phi(y)-1.\end{aligned}$$

其中 $\Phi$ 为标准正态分布函数。

绝对值不超过 $y$,对应原变量位于 $[-y,y]$
绝对值不超过 $y$,对应原变量位于 $[-y,y]$

第5题:绝对值变换须同时考虑正、负取值

对 $y>0$ 求导

标准正态密度为 $\phi(y)=\frac1{\sqrt{2\pi}}e^{-y^2/2}$,因此

$$\boxed{f_Y(y)=\begin{cases}\sqrt{\dfrac2\pi}e^{-y^2/2},&y>0,\\[3pt]0,&y\le0.\end{cases}}$$

这里 $f_Y(y)=2\phi(y)=\phi(y)+\phi(-y)$;同一绝对值对应原变量的 $y,-y$ 两种取值,两处的密度须相加。

正半轴上的总面积为1
正半轴上的总面积为1
核验与对照$$\int_0^\infty2\phi(y)\,dy=2\times\frac12=1,\qquad P(Y=0)=P(X=0)=0.$$

本题的原分布关于0对称,两处密度相等。第23页习题2-4第8题的分布关于3对称,正、负阈值两侧的概率不相等。

2-5 第7题:利用已知概率确定阈值

教材 P63 · 题目

$X$ 是在 $[0,1]$ 上取值的连续型随机变量,且 $P(X\le0.29)=0.75$。若 $Y=1-X$,确定 $k$,使 $P(Y\le k)=0.25$。

第一步:改写事件$$\{Y\le k\}=\{1-X\le k\}=\{X\ge1-k\}.$$

变换单调递减;$Y$ 不超过给定阈值,对应 $X$ 不小于变换后的阈值。

第二步:使用连续性$$P(X\ge1-k)=1-P(X<1-k)=1-F_X(1-k).$$

由于单点概率为0,上式中「小于」与「小于等于」对应的概率相等。

图表示取值映射,不表示 $X$ 的密度
图表示取值映射,不表示 $X$ 的密度

第7题:阈值的求解及唯一性说明

由已知概率选择阈值$$P(Y\le k)=0.25\quad\Longleftrightarrow\quad F_X(1-k)=0.75.$$

已知 $F_X(0.29)=0.75$,所以可令 $1-k=0.29$,得到

$$\boxed{k=0.71\ \text{是一个满足条件的值}}.$$
代回原事件核验$$P(Y\le0.71)=P(X\ge0.29)=1-P(X<0.29)=1-0.75=0.25.$$
题设不保证均匀分布或解的唯一性
  • 取值范围为 $[0,1]$,不代表服从均匀分布。若为均匀分布,$F_X(0.29)$ 应等于0.29,与题设不同。
  • 题设可保证 $k=0.71$ 满足条件。但连续分布函数可能在某一区间内保持不变,仅凭连续性不能保证解唯一。

习题2-5:变换分布的易错点

易错做法正确做法
使用公式前未确定取值范围先确定 $Y$ 的取值范围,再分段写出分布函数与密度
忽略递减变换中的不等号方向完整写出 $g(X)\le y$ 的等价事件
代入反函数后遗漏导数因子若用反函数法,乘以 $|dx/dy|$
绝对值变换仅考虑正值一侧按 $-y\le X\le y$ 计算,须包含整个区间
仅凭取值区间就假设均匀分布只使用题设已给出的分布或概率信息
误认为连续分布函数必严格递增分布函数连续时仍可能在某一区间保持不变,需另行判断解的唯一性
求出密度后的检验

写明非零区间,检查非负性与总积分。单个端点处的密度取值不影响概率。

答案速查:习题2-2

题号结果
4在独立使用假设下:$P(X=2)=0.0729$;$P(X\ge3)=0.00856$;$P(X\le3)=0.99954$
6$X\sim B(3,2/5)$;$k=0,1,2,3$ 的概率依次为 $27/125,54/125,36/125,8/125$
7$P(X=2)=0.045e^{-0.3}\approx0.03334$;$P(X\ge1)=1-e^{-0.3}\approx0.25918$
9在独立断头假设下,泊松近似为:$P(X>2)\approx1-13e^{-4}\approx0.76190$

答案速查:习题2-4

第3题

$A=1/2$;$P(0<X<1)=(1-e^{-1})/2\approx0.31606$。

$$F_X(x)=\begin{cases}\frac12e^x,&x<0,\\1-\frac12e^{-x},&x\ge0.\end{cases}$$
第6题$$P(\text{有实根})=\frac45.$$
第8题

(1)三个概率依次为 $0.5328$、$0.6977$、$0.5$;(2)$c=3$。

(3)$d\le3+2\Phi^{-1}(0.1)$,该上界的近似值为 $0.4368969$。

答案速查:习题2-5

题号密度或阈值
3(1)$f_Y(y)=1/y$,$1<y<e$;其余为0
3(2)$f_Y(y)=\frac12e^{-y/2}$,$y>0$;其余为0
5$f_Y(y)=\sqrt{2/\pi}\,e^{-y^2/2}$,$y>0$;其余为0
7可取 $k=0.71$,且 $P(Y\le0.71)=0.25$

解答自检:模型、事件与结果

建模与事件
  • 二项模型是否满足次数固定、每次两种结果、各次独立且成功概率相同?
  • 「至少」「至多」「超过」是否对应正确的整数取值范围?
  • 近似分布是否使用了正确参数和近似符号?
连续分布与变换
  • 求分布函数时,是否计入积分上限左侧的全部概率?
  • 正态标准化是否除以 $\sigma$,事件中的各个阈值是否都已标准化?
  • 变换后的取值范围、不等号方向以及原变量的所有对应取值是否已核对?
  • 密度是否非负、积分为1,答案是否代回原事件核验?

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