概率统计简明教程课后习题答案(非常详细版).doc 46页

'习题一解答1.用集合的形式写出下列随机试验的样本空间与随机事件：(1)抛一枚硬币两次，观察出现的面，事件；(2)记录某电话总机一分钟内接到的呼叫次数，事件一分钟内呼叫次数不超过次}；(3)从一批灯泡中随机抽取一只，测试其寿命，事件寿命在到小时之间}。解(1)，.(2)记为一分钟内接到的呼叫次数，则，.(3)记为抽到的灯泡的寿命（单位：小时），则，.2.袋中有个球，分别编有号码1至10，从中任取1球，设{取得球的号码是偶数}，{取得球的号码是奇数}，{取得球的号码小于5}，问下列运算表示什么事件：(1)；(2)；(3)；(4)；(5)；(6)；(7).解(1)是必然事件；(2)是不可能事件；(3){取得球的号码是2，4}；(4){取得球的号码是1，3，5，6，7，8，9，10}；(5){取得球的号码为奇数，且不小于5}{取得球的号码为5，7，9}；(6){取得球的号码是不小于5的偶数}{取得球的号码为6，8，10}；(7){取得球的号码是不小于5的偶数}={取得球的号码为6，8，10}3.在区间上任取一数，记，，求下列事件的表达式：(1)；(2)；(3)；(4).解(1);(2);(3)因为，所以；(4)4.用事件的运算关系式表示下列事件：(1)出现，都不出现（记为）；(2)都出现，不出现（记为）；(3)所有三个事件都出现（记为）；(4)三个事件中至少有一个出现（记为）；(5)三个事件都不出现（记为）；(6)不多于一个事件出现（记为）； (7)不多于两个事件出现（记为）；(8)三个事件中至少有两个出现（记为）。解(1)；(2)；(3)；(4)；(5)；(6)；(7)；(8).5.一批产品中有合格品和废品，从中有放回地抽取三次，每次取一件，设表示事件“第次抽到废品”，，试用表示下列事件：(1)第一次、第二次中至少有一次抽到废品；(2)只有第一次抽到废品；(3)三次都抽到废品；(4)至少有一次抽到合格品；(2)只有两次抽到废品。解(1)；(2)；(3)；(4)；(5).6.接连进行三次射击，设={第次射击命中}，，{三次射击恰好命中二次}，{三次射击至少命中二次}；试用表示和。解习题二解答1．从一批由45件正品、5件次品组成的产品中任取3件产品，求其中恰有1件次品的概率。解这是不放回抽取，样本点总数，记求概率的事件为，则有利于的样本点数.于是2．一口袋中有5个红球及2个白球，从这袋中任取一球，看过它的颜色后放回袋中，然后，再从这袋中任取一球，设每次取球时袋中各个球被取到的可能性相同。求(1)第一次、第二次都取到红球的概率；(2)第一次取到红球，第二次取到白球的概率；(3)二次取得的球为红、白各一的概率；(4)第二次取到红球的概率。 解本题是有放回抽取模式，样本点总数.记(1)(2)(3)(4)题求概率的事件分别为.(ⅰ)有利于的样本点数，故(ⅱ)有利于的样本点数，故(ⅲ)有利于的样本点数，故(ⅳ)有利于的样本点数，故.3．一个口袋中装有6只球，分别编上号码1至6，随机地从这个口袋中取2只球，试求：(1)最小号码是3的概率；(2)最大号码是3的概率。解本题是无放回模式，样本点总数.(ⅰ)最小号码为3，只能从编号为3，4，5，6这四个球中取2只，且有一次抽到3，因而有利样本点数为，所求概率为.(ⅱ)最大号码为3，只能从1，2，3号球中取，且有一次取到3，于是有利样本点数为，所求概率为.4．一个盒子中装有6只晶体管，其中有2只是不合格品，现在作不放回抽样，接连取2次，每次取1只，试求下列事件的概率：(1)2只都合格；(2)1只合格，1只不合格；(3)至少有1只合格。解分别记题(1)、(2)、(3)涉及的事件为，则注意到，且与互斥，因而由概率的可加性知5．掷两颗骰子，求下列事件的概率：(1)点数之和为7；(2)点数之和不超过5；(3)点数之和为偶数。解分别记题(1)、(2)、(3)的事件为,样本点总数(ⅰ)含样本点,(1,6),(6,1),(3,4),(4,3) (ⅱ)含样本点(1,1),(1,2),(2,1),(1,3),(3,1),(1,4),(4,1),(2,2),(2,3),(3,2)(ⅲ)含样本点(1,1),(1,3),(3,1),(1,5),(5,1);(2,2),(2,4),(4,2),(2,6),(6,2),(3,3),(3,5),(5,3);(4,4),(4,6),(6,4);(5,5);(6,6),一共18个样本点。6．把甲、乙、丙三名学生随机地分配到5间空置的宿舍中去，假设每间宿舍最多可住8人，试求这三名学生住不同宿舍的概率。解记求概率的事件为，样本点总数为，而有利的样本点数为，所以.7．总经理的五位秘书中有两位精通英语，今偶遇其中的三位，求下列事件的概率：(1)事件：“其中恰有一位精通英语”；(2)事件：“其中恰有二位精通英语”；(3)事件：“其中有人精通英语”。解样本点总数为(1)；(2)；(3)因，且与互斥，因而.8．设一质点一定落在平面内由轴、轴及直线所围成的三角形内，而落在这三角形内各点处的可能性相等，计算这质点落在直线的左边的概率。解记求概率的事件为，则为图中阴影部分，而，最后由几何概型的概率计算公式可得111/3图2.3.9．（见前面问答题2.3） 10．已知，，，求(1),；(2)；(3)；(4)；(5).解(1)，；(2)；(3)；(4),;(5)11．设是两个事件，已知，，，试求及解注意到，因而.于是，；.习题三解答1．已知随机事件的概率，随机事件的概率，条件概率，试求及.解2．一批零件共100个，次品率为10%，从中不放回取三次（每次取一个），求第三次才取得正品的概率。解.3．某人有一笔资金，他投入基金的概率为0.58，购买股票的概率为0.28，两项投资都做的概率为0.19(1)已知他已投入基金，再购买股票的概率是多少？(2)已知他已购买股票，再投入基金的概率是多少？解记{基金}，{股票}，则(1)(2).4．给定，，，验证下面四个等式：，解 5．有朋自远方来，他坐火车、船、汽车和飞机的概率分别为0.3，0.2，0.1，0.4，若坐火车，迟到的概率是0.25，若坐船，迟到的概率是0.3，若坐汽车，迟到的概率是0.1，若坐飞机则不会迟到。求他最后可能迟到的概率。解{迟到}，{坐火车}，{坐船}，{坐汽车}，{乘飞机}，则，且按题意，，，.由全概率公式有：6．已知甲袋中有6只红球，4只白球；乙袋中有8只红球，6只白球。求下列事件的概率：(1)随机取一只袋，再从该袋中随机取一球，该球是红球；(2)合并两只袋，从中随机取一球，该球是红球。解(1)记{该球是红球}，{取自甲袋}，{取自乙袋}，已知，，所以(2)7．某工厂有甲、乙、丙三个车间，生产同一产品，每个车间的产量分别占全厂的25%，35%，40%，各车间产品的次品率分别为5%，4%，2%，求该厂产品的次品率。解8．发报台分别以概率0.6，0.4发出和，由于通信受到干扰，当发出时，分别以概率0.8和0.2收到和，同样，当发出信号时，分别以0.9和0.1的概率收到和。求(1)收到信号的概率；(2)当收到时，发出的概率。解记{收到信号}，{发出信号}(1)(2).9．设某工厂有三个车间，生产同一螺钉，各个车间的产量分别占总产量的25%，35%，40%，各个车间成品中次品的百分比分别为5%，4%，2%，如从该厂产品中抽取一件，得到的是次品，求它依次是车间生产的概率。解为方便计，记事件为车间生产的产品，事件{次品}，因此 10．设与独立，且，求下列事件的概率：，，.解11．已知独立，且，求.解因，由独立性有从而导致再由，有所以。最后得到12．甲、乙、丙三人同时独立地向同一目标各射击一次，命中率分别为1/3，1/2，2/3，求目标被命中的概率。解记{命中目标}，{甲命中}，{乙命中}，{丙命中}，则，因而13．设六个相同的元件，如下图所示那样安置在线路中，设每个元件不通达的概率为，求这个装置通达的概率。假定各个元件通达与否是相互独立的。21解记{通达}，43{元件通达}，65则，所以图3.114．假设一部机器在一天内发生故障的概率为0.2，机器发生故障时全天停止工作，若一周五个工作日里每天是否发生故障相互独立，试求一周五个工作日里发生3次故障的概率。解. 15．灯泡耐用时间在1000小时以上的概率为0.2，求三个灯泡在使用1000小时以后最多只有一个坏了的概率。解.16．设在三次独立试验中，事件出现的概率相等，若已知至少出现一次的概率等于19/27，求事件在每次试验中出现的概率.解记{在第次试验中出现}，依假设所以，，此即.17．加工一零件共需经过3道工序，设第一、二、三道工序的次品率分别为2%、3%、5%.假设各道工序是互不影响的，求加工出来的零件的次品率。解注意到，加工零件为次品，当且仅当1-3道工序中至少有一道出现次品。记{第道工序为次品}，则次品率18．三个人独立破译一密码，他们能独立译出的概率分别为0.25，0.35，0.4.求此密码被译出的概率。解记{译出密码}，{第人译出}，则19．将一枚均匀硬币连续独立抛掷10次，恰有5次出现正面的概率是多少？有4次至6次出现正面的概率是多少？解(1)；(2).20．某宾馆大楼有4部电梯，通过调查，知道在某时刻，各电梯正在运行的概率均为0.75，求：(1)在此时刻至少有1台电梯在运行的概率；(2)在此时刻恰好有一半电梯在运行的概率；(3)在此时刻所有电梯都在运行的概率。解(1)(2) (3)习题四解答1.下列给出的数列，哪些是随机变量的分布律，并说明理由。（1）；（2）；（3）；（4）。解要说明题中给出的数列，是否是随机变量的分布律，只要验证是否满足下列二个条件：其一条件为，其二条件为。依据上面的说明可得（1）中的数列为随机变量的分布律；（2）中的数列不是随机变量的分布律，因为；（3）中的数列为随机变量的分布律；（4）中的数列不是随机变量的分布律，这是因为。2.试确定常数，使成为某个随机变量X的分布律，并求：；。解要使成为某个随机变量的分布律，必须有，由此解得；（2）（3）。3.一口袋中有6个球，在这6个球上分别标有-3，-3，1，1，1，2这样的数字。从这袋中任取一球，设各个球被取到的可能性相同，求取得的球上标明的数字X的分布律与分布函数。解X可能取的值为-3，1，2，且，即X的分布律为X-312概率X的分布函数0= 14.一袋中有5个乒乓球，编号分别为1，2，3，4，5，从中随机地取3个，以X表示取出的3个球中最大号码，写出X的分布律和分布函数。解依题意X可能取到的值为3，4，5，事件表示随机取出的3个球的最大号码为3，则另两个球的只能为1号，2号，即；事件表示随机取出的3个球的最大号码为4，因此另外2个球可在1、2、3号球中任选，此时；同理可得。X的分布律为X345概率X的分布函数为015.在相同条件下独立地进行5次射击，每次射击时击中目标的概率为0.6，求击中目标的次数X的分布律。解依题意X服从参数的二项分布，因此，其分布律，具体计算后可得X012345概率6.从一批含有10件正品及3件次品的产品中一件一件的抽取。设每次抽取时，各件产品被抽到的可能性相等。在下列三种情形下，分别求出直到取得正品为止所需次数X的分布律。（1）每次取出的产品立即放回这批产品中再取下一件产品；（2）每次取出的产品都不放回这批产品中；（3）每次取出一件产品后总是放回一件正品。 解（1）设事件表示第次抽到的产品为正品，依题意，相互独立，且而即X服从参数的几何分布。（2）由于每次取出的产品不再放回，因此，X可能取到的值为1，2，3，4，X的分布律为X1234概率（3）X可能取到的值为1，2，3，4，所求X的分布律为X1234概率由于三种抽样方式不同，导致X的分布律也不一样，请仔细体会它们的不同处。7.设随机变量，已知，求与的值。解由于，因此。由此可算得即解得；此时，。8.掷一枚均匀的硬币4次，设随机变量X表示出现国徽的次数，求X的分布函数。解一枚均匀硬币在每次抛掷中出现国徽的概率为，因此X服从的二项分布，即由此可得X的分布函数0，，， ，，1，9.某商店出售某种物品，根据以往的经验，每月销售量X服从参数的泊松分布，问在月初进货时，要进多少才能以99%的概率充分满足顾客的需要？解设至少要进件物品，由题意应满足即查泊松分布表可求得。10.有一汽车站有大量汽车通过，每辆汽车在一天某段时间出事故的概率为0.0001，在某天该段时间内有1000辆汽车通过，求事故次数不少于2的概率。解设X为1000辆汽车中出事故的次数，依题意，X服从的二项分布，即，由于较大，较小，因此也可以近似地认为X服从的泊松分布，即，所求概率为11.某试验的成功概率为0.75，失败概率为0.25，若以X表示试验者获得首次成功所进行的试验次数，写出X的分布律。解设事件表示第次试验成功，则，且相互独立。随机变量X取意味着前次试验未成功，但第次试验成功，因此有所求的分布律为X12……概率0.75……12.设随机变量X的密度函数为，0，其他，试求：（1）常数；（2）X的分布函数。解（1）成为某个随机变量的密度函数必须满足二个条件，其一为；其二为，因此有，解得，其中舍去，即取。（2）分布函数 ==13.设随机变量X的密度函数为，求：（1）系数；（2）；（3）X的分布函数。解（1）系数必须满足，由于为偶函数，所以解得；（2）；（3）====14.证明：函数（为正的常数）为某个随机变量X的密度函数。证由于，且，因此满足密度函数的二个条件，由此可得为某个随机变量的密度函数。15.求出与密度函数 对应的分布函数的表达式。解当时，当时，当时，综合有16.设随机变量X在上服从均匀分布，求方程有实根的概率。解X的密度函数为；其他.方程有实根的充分必要条件为，即，因此所求得概率为。17.设某药品的有效期X以天计，其概率密度为;0，其他.求：(1)X的分布函数；(2)至少有200天有效期的概率。解(1)==(2)。18.设随机变量X的分布函数为求X的密度函数，并计算和。解由分布函数与密度函数的关系，可得在的一切连续点处有，因此所求概率；。19.设随机变量X的分布函数为，求(1)常数；(2)；(3)随机变量X的密度函数。 解：(1)要使成为随机变量X的分布函数，必须满足，即计算后得解得另外，可验证当时，也满足分布函数其余的几条性质。（2）（3）X的密度函数。20.设顾客在某银行的窗口等待服务的时间（单位：min）服从的指数分布，其密度函数为，某顾客在窗口等待服务，若超过10min，他就离开。（1）设某顾客某天去银行，求他未等到服务就离开的概率；（2）设某顾客一个月要去银行五次，求他五次中至多有一次未等到服务的概率。解（1）设随机变量X表示某顾客在银行的窗口等待服务的时间，依题意X服从的指数分布，且顾客等待时间超过10min就离开，因此，顾客未等到服务就离开的概率为；（2）设Y表示某顾客五次去银行未等到服务的次数，则Y服从的二项分布，所求概率为21.设X服从，借助于标准正态分布的分布函数表计算：（1）；（2）；（3）；（4）；（5）。解查正态分布表可得（1）； （2）；（3）；（4）（5）。22.设X服从，借助于标准正态分布的分布函数表计算：（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；（6）。解当时，，借助于该性质，再查标准正态分布函数表可求得（1）；（2）；（3）；（4）；（5）；（6）。23.某厂生产的滚珠直径服从正态分布，合格品的规格规定为，求该厂滚珠的合格率。解所求得概率为24.某人上班所需的时间（单位：min）已知上班时间为8：30，他每天7：50出门，求：（1）某天迟到的概率；（2）一周（以5天计）最多迟到一次的概率。解（1）由题意知某人路上所花时间超过40分钟，他就迟到了，因此所求概率为；（2）记Y为5天中某人迟到的次数，则Y服从的二项分布，5天中最多迟到一次的概率为 。习题五解答1.二维随机变量只能取下列数组中的值：，且取这些组值的概率依次为，求这二维随机变量的分布律。解由题意可得的联合分布律为XY01-100002002.一口袋中有四个球，它们依次标有数字。从这袋中任取一球后，不放回袋中，再从袋中任取一球。设每次取球时，袋中每个球被取到的可能性相同。以X、Y分别记第一、二次取到的球上标有的数字，求的分布律及。解X可能的取值为，Y可能的取值为，相应的，其概率为或写成XY12310230。3.箱子中装有10件产品，其中2件为次品，每次从箱子中任取一件产品，共取2次，定义随机变量X、Y如下：X=0，若第一次取出正品；Y=0，若第二次取出正品；1，若第一次取出次品；1，若第二次取出次品。分别就下面两种情况求出二维随机变量的联合分布律：（1）放回抽样；（2）不放回抽样。解（1）在放回抽样时，X可能取的值为，Y可能取的值也为，且 或写成XY0101（2）在无放回情形下，X、Y可能取的值也为0或1，但取相应值的概率与有放回情形下不一样，具体为或写成XY01014.对于第1题中的二维随机变量的分布，写出关于X及关于Y的边缘分布律。解把第1题中的联合分布律按行相加得X的边缘分布律为X-102概率按列相加得Y的边缘分布律为Y01概率5.对于第3题中的二维随机变量的分布律，分别在有放回和无放回两种情况下，写出关于X及关于Y的边缘分布律。解在有放回情况下X的边缘分布律为X01概率Y的边缘分布律为Y01概率 在无放回情况下X的边缘分布律为X01概率Y的边缘分布律为Y01概率6.求在D上服从均匀分布的随机变量的密度函数及分布函数，其中D为x轴、y轴及直线围成的三角形区域。解区域D见图5.2。易算得D的面积为，所以的密度函数y1-101x的分布函数当或时，；图5.2当时,；当时，；当时，；当时，综合有7.对于第6题中的二维随机变量的分布，写出关于X及关于Y的边缘密度函数。解X的边缘密度函数为== Y的边缘密度函数为==8.在第3题的两种情况下，X与Y是否独立，为什么？解在有放回情况下，由于，而，即；容易验证，由独立性定义知X与Y相互独立。在无放回情况下，由于，而，易见，所以X与Y不相互独立。9.在第6题中，X与Y是否独立，为什么？解，而，易见，所以X与Y不相互独立。10.设X、Y相互独立且分别具有下列的分布律：X-2-100.5Y-0.513概率概率写出表示的分布律的表格。解由于X与Y相互独立，因此例如其余的联合概率可同样算得，具体结果为XY-0.513-2-100.511.设X与Y是相互独立的随机变量，X服从上的均匀分布，Y服从参数为5的指数分布，求的联合密度函数及。解.由均匀分布的定义知由指数分布的定义知 因为X与Y独立，易得的联合密度函数y0.2x图5.3概率，其中区域见图5.3，经计算有。12.设二维随机变量的联合密度函数为求：（1）系数；（2）；（3）证明X与Y相互独立。解（1）必须满足，即，经计算得；（2）；（3）关于X的边缘密度函数=同理可求得Y的边缘密度函数为易见，因此X与Y相互独立。13.已知二维随机变量的联合密度函数为（1）求常数；（2）分别求关于X及关于Y的边缘密度函数；（3）X与Y是否独立？解（1）满足，即解得；（2）X的边缘密度函数=Y的边缘密度函数为=（3），而，易见 ，因此X与Y不相互独立。14.设随机变量X与Y的联合分布律为XY01012且，（1）求常数的值；（2）当取（1）中的值时，X与Y是否独立？为什么？解（1）必须满足，即，可推出，另外由条件概率定义及已知的条件得由此解得，结合可得到，即（2）当时，可求得，易见因此，X与Y不独立。15.对于第2题中的二维随机变量的分布，求当时X的条件分布律。解易知，因此时X的条件分布律为X|Y=2123概率16.对于第6题中的二维随机变量的分布，求当时Y的条件密度函数。解X的边缘密度函数为（由第7题所求得）由条件密度函数的定义知当时Y的条件密度函数为 =习题六解答1.设X的分布律为X-2-0.5024概率求出：以下随机变量的分布律。（1）；（2）；（3）。解由X的分布律可列出下表概率-2-0.502401.524631.51-1-340.250416由此表可定出（1）的分布律为0246概率（2）的分布律为-3-113概率（3）的分布律为0416概率其中。2.设随机变量X服从参数的泊松分布，记随机变量试求随机变量Y的分布律。解由于X服从参数的泊松分布，因此 而；。即Y的分布律为Y01概率3.设X的密度函数为求以下随机变量的密度函数：（1）；（2）；（3）。解求连续型随机变量的函数的密度函数可通过先求其分布函数，然后再求密度函数。如果为单调可导函数，则也可利用性质求得。（1）解法一：设，则Y的分布函数==解法二：，，而，则==（2）设，则，Y的密度函数=（3）设，由于X只取中的值，所以也为单调函数，其反函数，因此Y的密度函数为 =4.对圆片直径进行测量，测量值X服从上的均匀分布，求圆面积Y的概率密度。解圆面积，由于X均匀取中的值，所以X的密度函数且为单调增加函数，其反函数，Y的密度函数为=　　5.设随机变量X服从正态分布，试求随机变量的函数的密度函数。　　解，所以，此时不为单调函数不能直接利用性质求出。须先求Y的分布函数。.=6.设随机变量X服从参数为1的指数分布，求随机变量的函数的密度函数。解的反函数，因此所求的Y的密度函数为= 7.设X服从，证明服从,其中为两个常数且。证明由于,所以，记，则当时，为单增函数，其反函数,因此Y的密度函数为，即证明了。8.设随机变量X在区间上服从均匀分布，随机变量试求随机变量函数Y的分布律。解，则而；；。因此所求分布律为Y-101概率09.设二维随机变量的分布律XY１２３１２００３０求以下随机变量的分布律：（１）；（２）；（３）；（４）。解概率０００２３４３４５４５６０-１-210-1210123246369从而得到 （1）２３４５概率（２）-２-1012概率（３）从联合分布律可求得Ｘ的边缘分布律为Ｘ１２３概率由此得的分布律为Ｘ２４６概率（４）1236概率１０.设随机变量Ｘ、Ｙ相互独立，,（１）记随机变量，求的分布律；（２）记随机变量，求的分布律。　　从而证实：即使Ｘ、Ｙ服从同样的分布，与的分布并不一定相同，直观地解释这一结论。解（１）由于，且Ｘ与Ｙ独立，由分布可加性知，即,经计算有０１２概率（２）由于０１概率因此０２ 概率易见与的分布并不相同。直观的解释是的与的取值并不相同，这是因为与并不一定同时取同一值，因而导致它们的分布也不同。　　１１.设二维随机变量的联合分布律为XY１２３１００２０３（１）求的分布律；（２）求的分布律。解（１）随机变量可能取到的值为１，２，３中的一个，且综合有１２３概率（２）随机变量可能取到的值为１，２，３中的一个，且同理可求得综合有１２３概率　　１２.设二维随机变量服从在Ｄ上的均匀分布，其中Ｄ为直线，所围成的区域，求的分布函数及密度函数。解的联合密度函数为 -202x图6.2y2设，则的分布函数其中区域，当时，积分区域见图6.2，此时-202xy2当时，积分区域见图6.3，此时-202xy2图6.4图6.3其中是区域限在中的那部分。当时，积分区域见图6.4，此时 -202xy2图6.5其中是区域限在中的那部分。当时，积分区域见图6.5，此时。综合有的密度函数13.设的密度函数为，用函数表达随机变量的密度函数。解设,则的分布函数。对积分变量作变换，得到于是，交换积分变量的次序得从而，的密度函数为，把与的地位对换，同样可得到的密度函数的另一种形式。习题七解答1.设的分布律为， X-1012概率求（1），（2），（3），（4）。解由随机变量X的分布律，得X-1012-X+1210-1X21014P所以另外，也可根据数学期望的性质可得：2.设随机变量X服从参数为的泊松分布，且已知，求的值。解3.设X表示10次独立重复射击命中目标的次数，每次命中目标的概率为0.4，试求的数学期望。解所以故4. 国际市场每年对我国某种出口商品的需求量X是一个随机变量，它在[2000，4000]（单位：吨）上服从均匀分布。若每售出一吨，可得外汇3万美元，若销售不出而积压，则每吨需保养费1万美元。问应组织多少货源，才能使平均收益最大？解设随机变量Y表示平均收益（单位：万元），进货量为吨Y=则要使得平均收益最大，所以得（吨）5.一台设备由三大部件构成，在设备运转过程中各部件需要调整的概率相应为0.1，0.2，0.3，假设各部件的状态相互独立，以X表示同时需要调整的部件数，试求X的数学期望和方差。解X的可能取值为0，1，2，3，有所以X的分布律为X0123Pr0.5040.3980.0920.0066.设X的密度函数为，求（1）；（2）。解（1）（2）注：求解（1）时利用被积函数是奇函数的性质，求解（2）时化简为可以看成为是服从参数为1的指数分布随机变量的二阶原点矩。7.某商店经销商品的利润率的密度函数为，求,。解（1）（2） 故8.设随机变量X的密度函数为0求、、、。解9.设随机变量的联合分布律为XY0100.30.210.40.1求、、、、、、、。解关于X与Y的边缘分布律分别为：X01Y01Pr0.50.5Pr0.70.310.设随机变量X,Y相互独立，它们的密度函数分别为求。解，所以， ，所以，X,Y相互独立，所以。11.设服从在A上的均匀分布，其中A为x轴、y轴及直线所围成的区域，求（1）；（2）；（3）的值。y0x解先画出A区域的图-1xAy-1-1-y20其他0其他0其他12.设随机变量的联合密度函数为0其他求。y101x解先画出区域的图G 0其他0其他13.设随机变量X,Y相互独立，且，求。解14.设，求（1）；（2）。解：（1）（2）15.设随机变量相互独立，，，求。解16.验证：当为二维连续型随机变量时，按公式及按公式算得的值相等。这里，、依次表示的分布密度。证明17.设的方差为2.5，利用契比晓夫不等式估计的值。解18.设随机变量X和Y的数学期望分别为-2和2，方差分别为1和4，而相关系数为-0.5，根据切比雪夫不等式估计的值。解 所以21.在人寿保险公司里有3000个同龄的人参加人寿保险。在1年内每人的死亡率为0.1%，参加保险的人在1年的第一天交付保险费10元，死亡时家属可以从保险公司领取2000元。试用中心极限定理求保险公司亏本的概率。解设死亡人数为，保险公司亏本当且仅当，即。于是，由棣莫弗—拉普拉斯定理，公司亏本的概率为习题九解答1.设是来自服从参数为的泊松分布的样本，试写出样本的联合分布律。解2.设是来自上的均匀分布的样本，未知（1）写出样本的联合密度函数；（2）指出下列样本函数中哪些是统计量，哪些不是？为什么？（3）设样本的一组观察是：0.5,1,0.7,0.6,1,1,写出样本均值、样本方差和标准差。解（1）0其他（2）和是，和不是。因为和中不含总体中的唯一未知参数，而和中含有未知参数。（3）样本均值 样本方差样本标准差。3.查表求，，，。解，，，。4.设，求常数，使。解由t分布关于纵轴对称，所以即为。由附表5.6可查得，所以。5.设是来自正态总体的样本，试证：（1）；（2）。证明：（1）独立同分布于，由分布的定义，，即。（2）易见，，即，由分布的定义，，即。6.设是独立且服从相同分布的随机变量，且每一个都服从。（1）试给出常数，使得服从分布，并指出它的自由度；（2）试给出常数，使得服从t分布，并指出它的自由度。解（1）易见，即为二个独立的服从的随机变量平方和，服从分布，即；自由度为2。（2）由于，则。又，与相互独立，则即即，自由度为3。7.设是取自总体的一个样本，在下列三种情况下，分别求 ：（1）；（2）；（3），其中。解（1）（2）（3），其中8.某市有100000个年满18岁的居民，他们中10%年收入超过1万，20%受过高等教育。今从中抽取1600人的随机样本，求：（1）样本中不少于11%的人年收入超过1万的概率；（2）样本中19%和21%之间的人受过高等教育的概率。解（1）引入新变量：1，第个样本居民年收入超过1万 0，第个样本居民年收入没超过1万其中易见：又因，故可以近似看成有放回抽样，相互独立。样本中年收入超过1万的比例即为，由于较大，可以使用渐近分布求解，即，所求概率即为（2）同（1）解法引入新变量：1，第个样本居民受过高等教育0，第个样本居民未受过高等教育其中答：（1）样本中不少于11%的人年收入超过1万的概率为0.0918；（2）样本中19%和21%之间的人受过高等教育的概率为0.6826。习题十解答1.设是取自总体X的一个样本，在下列情形下，试求总体参数的矩估计与最大似然估计：（1），其中未知，；（2），其中未知，。解（1），故的矩估计量有。另，X的分布律为，故似然函数为对数似然函数为： 令解得的最大似然估计量。可以看出的矩估计量与最大似然估计量是相同的。（2），令，故的矩估计量。另，X的密度函数为故似然函数为对数似然函数为解得的最大似然估计量。可以看出的矩估计量与最大似然估计量是相同的。2.设是取自总体X的一个样本，其中X服从参数为的泊松分布，其中未知，，求的矩估计与最大似然估计，如得到一组样本观测值X01234频数17201021求的矩估计值与最大似然估计值。解，故的矩估计量。由样本观测值可算得另，X的分布律为故似然函数为对数似然函数为 解得的最大似然估计量，故的最大似然估计值。3.设是取自总体X的一个样本，其中X服从区间的均匀分布，其中未知，求的矩估计。解，令，故的矩估计量。4.设是取自总体X的一个样本，X的密度函数为其中未知，求的矩估计。解，令，故的矩估计量为。5.设是取自总体X的一个样本，X的密度函数为其中未知，求的矩估计和最大似然估计。解，令，故的矩估计量为，另，似然函数对数似然函数为解得的最大似然估计量为。6.设是取自总体X的一个样本，总体X服从参数为的几何分布，即，其中未知，，求的最大似然估计。解似然函数对数似然函数 解得的最大似然估计量为。7.已知某路口车辆经过的时间间隔服从指数分布，其中未知，现在观测到六个时间间隔数据（单位：s）：1.8,3.2,4,8,4.5,2.5，试求该路口车辆经过的平均时间间隔的矩估计值与最大似然估计值。解根据习题1的结果，的矩估计和最大似然估计量都为，故平均时间间隔的矩估计和最大似然估计都为，即为。由样本观测值可算得。8.设总体X的密度函数为，其中未知，设是取自这个总体的一个样本，试求的最大似然估计。解似然函数，对数似然函数为得的最大似然估计量为。9.在第3题中的矩估计是否是的无偏估计？解故的矩估计量是的无偏估计。10.试证第8题中的最大似然估计是的无偏估计。证明：故的最大似然估计是的无偏估计。11.设为总体的样本，证明 都是总体均值的无偏估计，并进一步判断哪一个估计有效。证明所以都是总体均值的无偏估计。又可见，所以二个估计量中更有效。12.设是取自总体的一个样本，其中未知，令，试证是的相合估计。证明易见又，由第九章公式（9），，故。由切比雪夫不等式，当，对任给，，即是的相合估计。1.某车间生产滚珠，从长期实践中知道，滚珠直径X服从正态分布，从某天生产的产品中随机抽取6个，量得直径如下（单位：mm）：14.7,15.0,14.9,14.8,15.2,15.1，求的0.9双侧置信区间和0.99双侧置信区间。 解由于已知，所以选用的置信区间。当，查表得，当，查表得。代入数据得的双侧0.9置信区间观测值为，即为。的双侧0.99置信区间观测值为，即为。2.假定某商店中一种商品的月销售量服从正态分布，未知。为了合理的确定对该商品的进货量，需对和作估计，为此随机抽取七个月，其销售量分别为：64，57，49，81，76，70，59，试求的双侧0.95置信区间和方差的双侧0.9置信区间。解由于和都未知，故的双侧置信区间为，的双侧置信区间为，代入数据得，的0.95双侧置信区间观测值为，即为。的0.9双侧置信区间观测值为，即为。3.随机地取某种子弹9发作试验，测得子弹速度的，设子弹速度服从正态分布，求这种子弹速度的标准差和方差的双侧0.95置信区间。解由于未知，故的双侧置信区间为，代入数据得，的0.95双侧置信区间观测值为，即为。故的0.95双侧置信区间观测值为，即为。4.已知某炼铁厂的铁水含碳量（1%）正常情况下服从正态分布，且标准差。现测量五炉铁水，其含碳量分别是：4.28,4.4,4.42,4.35,4.37（1%），试求未知参数的单侧置信水平为0.95的置信下限和置信上限。解由于已知，故的单侧置信下限为，的单侧置信上限为，代入数据得，故的0.95单侧置信下限观测值为，的0.95单侧置信上限观测值为。 5.某单位职工每天的医疗费服从正态分布，现抽查了25天，得元，元，求职工每天医疗费均值的双侧0.95置信区间。解由于未知，故的双侧置信区间为，代入数据得，故的0.95双侧置信区间观测值为，即为。6.某食品加工厂有甲乙两条加工猪肉罐头的生产线。设罐头质量服从正态分布并假设甲生产线与乙生产线互不影响。从甲生产线并假设抽取10只管头测得其平均质量，已知其总体标准差；从乙生产线抽取20只罐头测得其平均质量，已知其总体标准差，求甲乙两条猪肉罐头生产线生产罐头质量的均值差的双侧0.99置信区间。解由于已知，故的的双侧置信区间为代入数据得，故的0.99双侧置信区间观测值为，即为。7.为了比较甲、乙两种显像管的使用寿命X和Y，随机的抽取甲、乙两种显像管各10只，得数据和（单位：），且由此算得，，假定两种显像管的使用寿命均服从正态分布，且由生产过程知道它们的方差相等。试求两个总体均值之差的双侧0.95置信区间。解由于未知，故的双侧置信区间为其中，代入数据得，故的0.95双侧置信区间观测值为,即为。8.在3091个男生，3581个女生组成的总体中，随机不放回地抽取100人，观察其中男生的成数，要求计算样本中男生成数的SE。解由于样本大小相对于总体容量来说很小，因此可使用有放回抽样的公式。样本成数，估计，标准差SE的估计为。9. 抽取1000人的随机样本估计一个大的人口总体中拥有私人汽车的人的百分数，样本中有543人拥有私人汽车，（1）求样本中拥有私人汽车的人的百分数的SE；（2）求总体中拥有私人汽车的人的百分数的95%的置信区间。解，故，所以总体中拥有私人汽车的人的百分数的95%的置信区间观测值为。'