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第一章概率论习题解答

教 案概率论与数理统计(Probability Theory and Mathematical Statistics )Exercise 1.1 向指定目标射三枪,观察射中目标的情况。

用1A 、2A 、3A 分别表示事件“第1、2、3枪击中目标”,试用1A 、2A 、3A 表示以下各事件:(1)只击中第一枪;(2)只击中一枪;(3)三枪都没击中;(4)至少击中一枪。

Solution (1)事件“只击中第一枪”,意味着第二枪不中,第三枪也不中。

所以,可以表示成 1A 32A A 。

(2)事件“只击中一枪”,并不指定哪一枪击中。

三个事件“只击中第一枪”、“只击中第二枪”、“只击中第三枪”中,任意一个发生,都意味着事件“只击中一枪”发生。

同时,因为上述三个事件互不相容,所以,可以表示成 123A A A +321A A A +321A A A . (3)事件“三枪都没击中”,就是事件“第一、二、三枪都未击中”,所以,可以表示成 123A A A .(4)事件“至少击中一枪”,就是事件“第一、二、三枪至少有一次击中”,所以,可以表示成 321A A A 或 123A A A +321A A A +321A A A +1A 32A A +321A A A +321A A A + 321A A A .Exercise 1.2 设事件B A ,的概率分别为21,31 .在下列三种情况下分别求)(A B P 的值:(1)A 与B 互斥;(2);B A ⊂ (3)81)(=AB P .Solution 由性质(5),)(A B P =)()(AB P B P -.(1) 因为A 与B 互斥,所以φ=AB ,)(A B P =)()(AB P B P -=P(B)=21 (2) 因为;B A ⊂所以)(A B P =)()(AB P B P -=)()(A P B P -=613121=-(3) )(A B P =)()(AB P B P -=838121=- Exercise 1.3 一袋中有8个大小形状相同的球,其中5个黑色球,三个白色球。

现从袋中随机地取出两个球,求取出的两球都是黑色球的概率。

Solution 从8个球中取出两个,不同的取法有28C 种。

若以A 表示事件{取出的两球是黑球},那么使事件A 发生的取法为25C 种,从而()P A =25C /28C =5/14Exercise 1.4 在箱中装有100个产品,其中有3个次品,为检查产品质量,从这箱产品中任意抽5个,求抽得5个产品中恰有一个次品的概率。

Solution 从100个产品中任意抽取5个产品,共有5100C 种抽取方法,事件A ={有1个次品,4个正品}的取法共有49713C C 种取法,故得事件A 的概率为()P A =138.0510049713≈C C C Exercise 1.5 将N 个球随机地放入n 个盒子中)(N n >,求:(1)每个盒子最多有一个球的概率;(2)某指定的盒子中恰有m (m N <)个球的概率。

Solution 这显然也是等可能问题。

先求N 个球随机地放入n 个盒子的方法总数。

因为每个球都可以落入n 个盒子中的任何一个,有n 种不同的放法,所以N 个球放入n 个盒子共有N Nn n n n =⨯⨯⨯种不同的放法。

(1)事件A ={每个盒子最多有一个球}的放法。

第一个球可以放进n 个盒子之一,有n 种放法;第二个球只能放进余下的1n -个盒子之一,有1n -种放法;...第N 个球只能放进余下的1n N -+个盒子之一,有1n N -+种放法;所以共有(1)(1)n n n N --+种不同的放法。

故得事件A的概率为()P A =N nN n n n )1()1(+-- (2)事件B ={某指定的盒子中恰有m 个球}的放法。

先从N 个球中任选m 个分配到指定的某个盒子中,共有m N C 种选法;再将剩下的N m -个球任意分配到剩下的1n -个盒子中,共有m N n --)1(种放法。

所以,得事件B 的概率为N mN m N n n C B P --=)1()(Exercise 1.6 在1~9的整数中可重复的随机取6个数组成6位数,求下列事件的概率:(1)6个数完全不同;(2)6个数不含奇数;(3)6个数中5恰好出现4次。

Solution 从9个数中允许重复的取6个数进行排列,共有69种排列方法。

(1)事件A={6个数完全不同}的取法有456789⨯⨯⨯⨯⨯种取法,故11.09456789)(6=⨯⨯⨯⨯⨯=A P (2)事件B={6个数不含奇数}的取法。

因为6个数只能在2,4,6,8四个数中选,每次有4种取法,所以有64取法。

故6694)(=B P(3)事件C={6个数中5恰好出现4次}的取法。

因为6个数中5恰好出现4次可以是6次中的任意4次,出现的方式有46C 种,剩下的两种只能在1,2,3,4,6,7,8,9中任取,共有28种取法。

故624698)(C C P =Exercise 1.7 在一个均匀陀螺的圆周上均匀地刻上(0,4)上的所有实数,旋转陀螺,求陀螺停下来后,圆周与桌面的接触点位于[0.5,1]上的概率。

Solution 由于陀螺及刻度的均匀性,它停下来时其圆周上的各点与桌面接触的可能性相等,且接触点可能有无穷多个,故81421]40[]1,5.0[)(===的长度,区间的长度区间A P . Exercise 1.8 甲乙两人相约812-点在预定地点会面。

先到的人等候另一人30分钟后离去,求甲乙两人能会面的概率。

Solution 以X ,Y 分别表示甲、乙二人到达的时刻,那末 812X ≤≤ ,812Y ≤≤ ;若以(,)X Y 表示平面上的点的坐标,则所有基本事件可以用这平面上的边长为4的一个正方形:812X ≤≤ ,812Y ≤≤ 内所有点表示出来。

二人能会面的充要条件是 12X Y -≤(图中阴影部分);所以所求的概率为:641516]21421[2162=--==)(的面积正方形阴影部分的面积ABCD P . Exercise 1.9 设某种动物有出生起活20岁以上的概率为80%,活25岁以上的概率为40%.如果现在有一个20岁的这种动物,问它能活25岁以上的概率?Solution 设事件A ={能活20岁以上};事件B ={能活25岁以上}。

按题意,()0.8P A =,由于A B ⊂,因此()()0.4P AB P B ==.由条件概率定义5.08.04.0)()()|(===A P AB P A B P Exercise 1.10 在一批由90件正品,3件次品组成的产品中, 不放回接连抽取两件产品,问第一件取正品,第二件取次品的概率。

Solution 设事件A ={第一件取正品};事件B ={第二件取次品}。

按题意,()P A =9390,)|(A B P =923.由乘法公式 0315.09239390)|()()(=⨯==A B P A P AB P Exercise 1.11 七人轮流抓阄,抓一张参观票,问第二人抓到的概率?Solution 设i A ={第i 人抓到参观票}(1,2i =),于是61)|(,0)|(,76)(,71)(121211====A A P A A P A P A P 由全概率公式 7161760)|()()|()()(1211212=⨯+=+=A A P A P A A P A P A P . 从这道题,我们可以看到,第一个人和第二个人抓到参观票的概率一样;事实上,每个人抓到的概率都一样。

这就是“抓阄不分先后原理”。

Exercise 1.12 设有一仓库有一批产品,已知其中50%、30%、20%依次是甲、乙、丙厂生产的,且甲、乙、丙厂生产的次品率分别为201,151,101,现从这批产品中任取一件,求取得正品的概率? Solution 以1A 、2A 、3A 表示诸事件“取得的这箱产品是甲、乙、丙厂生产”;以B 表示事件“取得的产品为正品”,于是:;2019)|(,1514)|(,109)|(,0102)(,103)(,105)(321321======A B P A B P A B P A P A P A P 按全概率公式 ,有:112233()(|)()(|)()(|)()P B P B A P A P B A P A P B A P A =++= 92.010220191031514105109=⋅+⋅+⋅Exercise 1.13 发报台分别以概率0.6和0.4发出信号“.”和“—”,由于通讯系统受到干扰,当发出信号“.”时,收报台未必收到信号“.”,而是分别以0.8和0.2收到“.”和“—”;同样,发出“—”时分别以0.9和0.1收到“—”和“.” 。

如果收报台收到“.”,问它没收错的概率?Solution 设A ={发报台发出信号“.”},A ={发报台发出信号“—”},B ={收报台收到“.”},B ={收报台收到“—”};于是,()0.6P A =,()0.4P A =,(|)0.8P B A =,(|)0.2P B A =,(|)0.9P B A =,(|)0.1P B A =;按贝叶斯公式,有5714.09.04.08.06.08.06.0)|()()|()()|()()()()|(=⨯+⨯⨯=+==A B P A P A B P A P A B P A P B P AB P B A P 所以没收错的概率为0.5714.Exercise 1.14 根据以往的记录,某种诊断肝炎的试验有如下效果:对肝炎病人的试验呈阳性的概率为0.95 ;非肝炎病人的试验呈阴性的概率为0.95 .对自然人群进行普查的结果为:有千分之五的人患有肝炎。

现有某人做此试验结果为阳性,问此人确有肝炎的概率为多少?Solution 设A ={某人做此试验结果为阳性},B ={某人确有肝炎};由已知条件有,(|)0.95P A B =,(|)0.95P A B =,()0.005P B =;从而()1()0.995P B P B =-=,(|)1P A B =-(|)0.05P A B =;由贝叶斯公式,有()()(|)(|)0.087()()(|)()(|)P BA P B P A B P B A P A P B P A B P B P A B ===+ 本题的结果表明,虽然(|)0.95P A B =,(|)0.95P A B =,这两个概率都很高。

但若将此实验用于普查,则有(|)0.087P B A =,即其正确性只有8.7%.如果不注意到这一点,将会经常得出错误的诊断。

这也说明,若将(|)P A B 和(|)P B A 搞混了会造成不良的后果。

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