第二章1.解:X 的可能取值为2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12。
X =2对应于一种情形:(1,1),则{}1126636P X;X =3对应于两种情形:(1,2)、(2,1),则{}2136618P X ; X =4对应于三种情形:(1,3)、(2,2)、(3,1),则{}3146612P X; X =5对应于四种情形:(1,4)、(2,3)、(3,2)、(4,1),则{}415669P X ; X =6对应于5种情形:(1,5)、(2,4)、(3,3)、(4,2)、(5,1),则{}5566636P X ; X =7对应于6种情形:(1,6)、(2,5)、(3,4)、(4,3)、(5,2)、(6,1),则{}617666P X; 类似地,可以算得{}5586636P X ,{}419669P X ,{}31106612P X, {}21116618P X,{}11126636P X 。
因此,X 的分布律为[()](),,,{}[()](),,,||,,,,,166167 , 23736363666167 , 8912363667234111236i i i i P X i i i i i i2.解:设随机变量X 表示产品质量的等级,X 的可能取值为1,2,3。
由题可知,一级品数量:二级品数量:三级品数量=2 :1 :0.5= 4 :2 :1, 因此可求得X 的分布律为123421777kX P 3.解:X 的可能取值为0,1,2,3,4,其取值概率为{}.007P X ,{}...10307021P X ,{}....20303070063P X, {}.....30303030700189P X,{} (403030303)00081P X 。
即X 的分布律为.....012340702100630018900081k X P 。
6.解:X 的可能取值为1,2,3,其取值概率为24353{1}5C P X C ,23353{2}10C P X C ,22351{3}10C P X C ; 即X 的分布律为12333151010kX P 。
8.解:设X 表示发生交通事故的次数,则(1000 , 0.0001)X B 。
由于1000n比较大,0.0001p比较小,所以X 近似服从泊松分布,且0.1np。
那么{2}1{0}{1}10.90480.09050.0047P X P X P X 。
9.解:(1)0.50.50.52{0.5}()20.25P X f x dxxdxx ;(2)由课本31页的性质2,可知{0.5}0P X ;(3)当0x 时,()()00xxF x f t dt dt ;当01x 时,0220()()02xx x F x f t dtdttdtt x ; 当1x时,011201()()0201xx F x f t dt dt tdt dtt;所以X 的分布函数为20 , 0(), 011 , 1xF x x x x。
10.解:元件使用1500h 后失效(即元件的寿命不超过1500h )的概率为:150015001500210001000100010001{1500}()3P X f x dxdx xx ; 设Y 表示5个元件在使用1500h 后失效的个数,则1(5 , )3Y B ,因此恰有2个元件失效的概率为:23251280{2}33243P Y C 。
11.解:(1)因为连续型随机变量的分布函数是连续函数,所以有2111lim ()lim ()lim (1)xxxF x F x Ax F ,即有A=1;(2)由分布函数的性质1,有22{0.30.7}(0.7)(0.3)0.70.30.4P X F F ;(3)由课本38页的(2-14)式,有2 , 01()()0 , x x f x F x 其他。
12.解:(1)由课本31页的性质1,有()22[]21xx x f x dxAe dxAe dxA e A ,即有12A; (2)由于X 的概率密度函数是分段函数1 , 02()1 , 02xxe xf x e x ,因此当0x 时,111()()222xxxt t xF x f t dte dt e e , 当0x时,11111()()122222x xx t t t t xF x f t dte dt e dt e e e ;所以X 的分布函数为1 , 02()11 , 02xx e x F x e x。
13.解:(1)由课本37分布函数的性质2,可得到()lim ()lim (arctan )()lim ()lim (arctan )0212x x x x F F x A B x A B F F x A B x A B ππ→-∞→-∞→+∞→+∞⎧-∞==+=-=⎪⎪⎨⎪+∞==+=+=⎪⎩ , 因此,可求得,11 2A B π== ,即()arctan 112F x x π=+ ; (2)由分布函数的性质1,有{}{}()()1111112P x P x F F <=-<<=--=; (3)由课本38页的(2-14)式,有()()(arctan )2111121f x F x x xππ''==+=+ 。
14.解:对于实系数一元二次方程()20 0ax bx c a ++=≠,其有实根的充分必要条件为240b ac -≥。
因此,方程2230x Tx ++=有实根的充要条件是()22430T -⨯≥,也就是要求随机变量T 满足23T ≥,亦即 T T ≤≥或[,]2 4T U -,所以方程有实根的概率为{}{{{2423 1 16P T P T T P T P T dx dx -≥=≤≥=≤+≥=+=-⎰或 。
15.解:依题意,可知()1200XE ,其中,(),2001 02000 xe xf x -⎧>⎪=⎨⎪⎩其他; (1){}10011002002002011001200x x P X e dx ee ---≤==-=-⎰;(2){}320020023003001300200x xP X e dx e e+∞+∞--->==-=⎰ 。
17.解:(,)3 4X N ,可知,3 2μσ==;(2){}()()()()().ΦΦΦΦΦ933339332310997422P X ----<<=-=--=-= ; (3){}{}{}[()()][(.)(.)][(.)(.)].ΦΦΦΦΦΦ212122232312210525 1250506977P X P X P X >=-≤=--≤≤---=--=----=--= 。
18.解:钢材的强度(,)2200 18XN ,其中,200 18μσ==;(1){}()(.)(.).ΦΦΦ180200180111111110866518P X -≥=-=--== ; (2)由于{}()(.).%ΦΦ1502001501278099739918P X -≥=-==>,因此这批钢材合格。
19.解:先计算如下表格sin 111 442022001k P X Y X Y Xπππππ=--= 因此,可求得随机变量函数的分布为:2 0 111442kY X P πππ=-- ,sin 0 1 3144kY XP = 。
20.解:设Y 的分布函数为()Y F y ,由于(,)23 4XN,其概率密度函数表达式为()()22324x X f x --⨯=,可先求得Y 的分布函数:(){}{}{}()343434Y X X F y P Y y P y P X y F y -=≤=≤=≤+=+; 则有()()()()()222433242434434y y X Y Y X dF y f y F y f y dy +---⨯+'===+==, 这显然是标准正态分布的概率密度函数,也就是说(,)0 1YN 。
一般来说,若(,)2 XN μσ,则X 的线性函数Y aX b =+也服从正态分布,并且(,)22 YN a b a μσ+,特别地,(,)0 1X Y N μσ-=。
21.解:设Y 的分布函数为()Y F y ,则(){}{ln }{}()y y Y X F y P Y y P X y P X e F e =≤=≤=≤=,因此,Y 的概率密度函数为()()()(),(,)()22 1y yy y XY Y X y dF e e f y F y e f e y dy e π'====∈-∞+∞+。
(注意:0 , (,)ye y )。