又2P(X?1)?P(X?2),即
2??11!e????22!e??
由于参数?>0,所以解得??4.
43?4?e? P{X?3}3!D(X)???4. 0.1,95 43. 在一个繁忙的交通路口,设单独一辆汽车发生意外事故的概率为p=0.001. 如果某段时间内有1 000辆汽车通过这个路口,问这段时间内,该路口至少发生1起意外事故的概率是多少?
解 设出事故的次数为X,则X~b(1000,0.001),即有
P{X≥1}?1?P{X?0}
由泊松定理(这里??np?1000?0.001?1)得
P{X≥1}?1?P{X?0}?1?e?1?0.6322.
4. 一本5万字的学生用书,按常规允许出错率为0.000 1,求该书不多于10个错误的概率.
解 设出错误的次数为X,则X~b(50000,0.0001),即有
P{X≤10}??P{X?i}
i?010由泊松定理(这里??np?50000?0.0001?5),并查泊松分布表,得
P{X≤10}??P{X?i}?0.986.
i?0105. 大型设备在任何长为t的时间内,发生故障的次数N(t)服从参数为?t
的泊松分布,求(1)相继两次故障之间的时间间隔T的概率分布;(2)在设备已无故障工作8小时的情况下,再无故障工作8小时的概率.
解 (1)由于T是非负随机变量,当t?0时,F(t)?P{T≤t}?0. 当t≥0时,由于事件{T?t}与事件{N(T)?0}等价,因此
F(t)?P{T≤t}?1?P{T?t}?1?P{N(t)?0}?1?e??t.
?1?e??t, t≥0;? 即T服从参数为?的指数分布, F(t)??
?? 0, t?0.(2)由上可知所求无故障工作8小时的概率为
P{T≥16,T≥8}P{T≥16}e?16?P{T≥16T≥8}????8??e?8?.
P{T≥8}P{T≥8}e6. 某车间有同类设备100台,各台设备工作互不影响. 如果每台设备发生故障的概率是0.01,且一台设备的故障可由一个人来处理,问至少配备多少维修工人,才能保证设备发生故障但不能及时维修的概率小于0.01.
解 设需配备N名维修工人,记同一时刻发生故障的机器台数为X,则
X~b(100,0.01).
由题设,需确定最小的N,使得P{X?N}?0.01,即P{X≤N}≥0.99. 由泊松定理,这里??np?100?0.01?1,有
P{X≤N}??i?0N?ie??1ie?1??≥0.99, i!i!i?0N查泊松分布表可求得满足此式最小的N是4,故需至少配备4名维修工人.
7. 设X表示10次独立重复射击命中目标的次数,每次射击的命中率为0.4,求E(X2).
解 由题设,X~b(10,0.4),则
E(X)?np?10?0.4?4,D(X)?np(1?p)?10?0.4?0.6?2.4,
E(X2)?D(X)?[E(X)]2?2.4?16?18.4.
8. 已知X服从参数为2的泊松分布,求随机变量 Z=3X-2的期望和方差. 解 由题设,X~P(?),??2,则E(X)???2,D(X)???2,
E(Z)?E(3X?2)?3E(X)?2?4, D(Z)?D(3X?2)?9D(X)?18.
9. 某保险公司规定,如果一年内某事件A发生,则公司赔偿客户一笔款a元,公司估算一年内A发生的概率为p,那么为使公司收益的期望值等于a/10,该公司应向客户收取多少保险金?
解 设保险公司应向客户收取的保险金额为x,保险公司的收益为Y,则Y的可能取值为?a,x.随机变量Y的分布列为
Y -a x p 1-p P E(Y)??ap?x(1?p).
由题设,E(Y)?aa1?10pa. ,从而?ap?x(1?p)?,解得 x?101010(1?p)10. 某种商品每件表面上的疵点数X服从泊松分布,平均每件上有0.8个疵点. 若规定表面不超过一个疵点的为一等品,价值十元,表面疵点数大于1不多于4的为二等品,价值8元.某件表面疵点数是4个以上则为废品,求产品价值的均值和方差.
解 商品每件表面上的疵点数X服从泊松分布,由题设,??0.8,即
X~P(0.8).设Y表示每件产品的价值,则Y的可能取值为10,8,0.查泊松
分布表,有
P(Y?10)?P(X≤1)?0.8088,
P(Y?8)?P(1?X≤4)?0.9986?0.8088?0.1898, P(Y?0)?P(X?4)?1?0.9986?0.0014.
所以 E(Y)?9.606,D(Y)?0.7518.
习 题2.5
3. 设一电路装有三个同种电气元件,其工作状态相互独立且无故障工作时间均服从参数为?>0的指数分布. 当三个元件都无故障时,电路正常工作,否则整个电路不能正常工作,求电路正常工作的时间T的概率分布.
解 设Ti={第i个元件无故障工作的时间},i?1,2,3.则T1,T2,T3相互独立同分布,其分布函数为
?1?e??t, t≥0; F(t)???0, t?0.依题意,T?min{T1,T2,T3},设其分布函数为FT(t). 当t?0时,F(t)?0,FT(t)?P{T≤t}?0; 当t≥0时,F(t)?1?e??t,
FT(t)?P{T≤t}?1?P{T?t}?1?P{T1?t,T2?t,T3?t}
?1?P{T1?t}P{T2?t}P{T3?t}?1?[1?F(t)]3?1?e?3?t.
?3?t?1?e, t≥0;故T的分布函数 FT(t)??
?0, t?0.?3?t?3?e, t≥0;密度函数为 fT(t)??
?0, t?0.