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1、概率统计2同步练习第一部分 同步练习 (加*号的工科学生选作, 题前加*较难选作) 题中需要的数据:F(x)=normsdist(x): x F(x) 1 0.841 1.5 0.9332 1.645 0.95 1.96 0.975 2 0.977 2.5 0.9938 2ta(n)=tinv(2a,n),ca(n)=chiinv(a,n),Fa(n1,n2)=finv(a,n1,n2): 2t0.025(5)=2.57 , t0.025(9)=2.262, t0.005(18)=2.878, c0.025(8)=17.535, 222c0.975(8)=2.18, c0.05(9)=16.9
2、, c0.95(9)=3.33, F0.005(9,9)=6.54, F0.05(1,6)=5.987,F0.05(1,8)=5.32 第一章 随机变量 一、计算 1A,B是两个随机事件,且P(A)=0.4,P(AUB)=0.7, (1) 若A,B互不相容,求P(B),P(AIB); (2) 若A,B相互独立,求P(B); (3) 若P(A|B)=0.5,求P(B),P(B|A). 210件产品有4件不合格品,从中任取两件,已知所取两件中有一件是不合格品,求:另一件也是不合格品的概率。 3一实习生用一台机器接连独立地制造3个同种零件,第i个零件为不合格品的概1 (i=1,2,3),求:3个零件
3、中恰有2个合格的概率。 1+i11114四个人独立地破译一份密码,已知各人能译出的概率分别为,5436率为pi=求:密码能被译出的概率。 5已知10件产品中有3件次品,从中有放回抽取3次,求:(1) 所取到的3件产品中合格品数X的概率分布; (2) P(X=2)。 6设随机变量X服从参数为l的泊松分布,且P(X=1)=P(X=2) 求: (1) l; (2)P(X1)。 7. 随机变量X的概率分布为 X P -1 0.1 0 1 0.2 2 0.4 a 2求:(1)常数a;(2)Y=X的概率分布;(3)求P(Y1). 8设随机变量X服从-1,2的均匀分布,求:(1) P(X0); (2) 若Y
4、表示对X进行三次独立重复观察中“X0”出现的次数,求 P(Y=)。 x2-4x+4-9设随机变量XN(m,s2),其密度函数f(x)=1e,求:(1)m;s2;88p(2) 若已知-f(x)dx=cc+f(x)dx,求:c;(3)P(0X4)。 10设随机变量X的分布函数 x-1;0,0.4,-1x1; F(x)=,求:X的分布列。 0.8,1x1)。 412设随机变量X:N(m,1), 且P(X2)=0.8413 求:m;Y=X-m服从什么分布;P(|Y|0;13设随机变量X的分布函数F(x)= 0,其它.求:B的值;概率P(-2X0x0如果等车时间超过10分钟他就步行上班。若该人一周上班5
5、次,以Y表示他一周步行上班的次数。求Y的概率分布;并求他一周内至少有一次步行上班的概率。 9. 某校体检表明学生的身高服从正态分布,学生平均身高为1.70米,1.86米以上的学生占总数的2.3%,求身高在1.62到1.78米之间的学生占总数的百分之几? 三、证明题 1设A,B是两个随机事件,0P(B)0。 第二章 随机向量 一、计算 1设随机向量(X,Y)的概率分布为 Y X 1 2 1 1/6 1/3 2 1/9 a 3 1/18 b 则a,b应满足什么条件;若X与Y相互独立,求a,b。 2设随机向量(X,Y)的概率密度函数 6x2y0x1,0y1 f(x,y)= 其他0(1)求X,Y的边缘
6、分布,并判断X,Y是否相互独立;(2)求概率PXY。 3. 设二维随机向量(X,Y)的联合概率密度是 1(x+y)1-50f(x,y)=2500e0x0,y0 其他 求:(1) (X,Y)关于X的边缘密度函数; (2) PX50,Y50. 4. 设二维随机向量(X,Y)的联合概率密度是 2e-(x+2y)f(x,y)=0x0,y0其他求:(1) 求Y的边缘密度函数; (2) PX+Y1. 5. 设随机变量X服从0,5的均匀分布,Y服从l=5的指数分布,且X与Y相互独立,求:(1)随机向量(X,Y)的联合密度函数f(x,y);(2) (X,Y)的联合分布函数*F(x,y);(3) P(X4,Y5
7、)。 6已知(X,Y):N(0,1,4,9,r),求:X、Y的边缘分布;P(Y1),当r=0时,计算P(X2,YY1X2Y(2)*试求边长为X和Y的矩形面积S的概率分布。 二、应用题 甲、乙二人独立地各进行两次射击,已知甲命中率为0.2,乙命中率为0.5,以X,Y分别表示甲、乙命中的次数,求(X,Y)的联合概率分布。 . 袋中有大小、重量完全相同的四个球,分别标有数字1, 2, 2, 3,现从袋中 任取一球,取后不放回,再取第二次。分别以X、Y记第一次和第二次取得球上标有的数字。求:(1) (X,Y)的联合概率分布;(2)X,Y的边缘分布;(3) 判断X与Y是否独立。 3进行打靶,设弹着点A(
8、X,Y)的坐标X和Y相互独立,且都服从N(0,1)分布,规定A落在区域D1=(x,y)|x+y1得22222分,点A落在区域22D2=(x,y)|1x+y4得1分,点A落在区域D3=(x,y)|4x+y得0分.以Z记打靶的得分.写出(X,Y)的联合分布密度;求Z的分布列。 三、证明题 * 1随机变量X,Y互独立,他们都服从标准正态分布N(0,1)。证明:(1)Z=X+Y22服从l=12的指数分布;(2)W=X+Y服从正态分布。 N(0,2) 第三章 数字特征 一、计算 x0x11. 设随机变量X的概率密度函数为f(x)=11x1.5,求: 0其他 (1) EX; (2) DX. -1,2随机变
9、量X:U(-1,2),随机变量Y=0,1,X0.3已知随机变量X的数学期望EX与方差DX都存在,且DX0,随机变量Y=X-EXDX,求:E(Y),D(Y);若X:N(m,s),Y服从什么分布。 24若XB(n,p),且EX=6,DX=3.6,求: (1) n,p;D(1-2X)。 5设随机变量X服从参数为l的泊松分布,且已知E(X-1)(X-2)=1,求:l。 e-x6.设随机变量X的密度函数为f(x)=07设随机变量X1服从l=x0-2X,求E(e). x01的指数分布,X2的概率密度函数 2cxe-x/2,x0; f(x)= 0,其它.求:EX1,DX1;由求c及EX2。 8. 利用正态分
10、布的结论,计算:+-(x-2)-12(x-4x+3)e2dx。 2p22x-x22a1,x0;,9已知随机变量X的概率密度函数为f(x)=a2e求随机变量Y=X0,其它.的数学期望。 3xy20x2,0y110.设随机向量(X,Y)的联合密度函数f(x,y)=2,求:EX。 其它011设(X,Y)服从区间 0,a0,a上的均匀分布,求:EX-Y。 ()12已知X,Y具有相同的概率分布,XB(8,0.5),rXY=0.5 求D(X-Y);用切比谢夫不等式估算概率P(|X-Y|10)的最大值。 13(X,Y)是二维随机向量,且D(X)=25,D(Y)=36,rXY=0.6,求:D(X-2Y)和D(
11、X+Y)。 214设二维随机向量(X,Y)Nm1,m2,s12,s2Cov(X,Y);若X,r,求:()2与Y独立,且m1=m2=0,s12=s2=1,求E(X2+Y2) 。 15. 设随机向量(X,Y)的联合概率分布如下: Y X 0 1 0 0.1 0.3 1 0.3 0.3 求: (1) X与Y的边缘分布; (2) X与Y的相关系数rXY. 16写出下列条件之间的关系:(1) 随即变量X与Y独立,(2) E(XY)=E(X)E(Y), (3) D(X+Y)=D(X-Y)=D(X)+D(Y),(4) COV(X,Y)=0,(5)rXY=0。 二、应用题 1假设一部机器在一天内发生故障的概率
12、是0.2,机器发生故障时全天停止工作。若一周5个工作日内无故障,可获利润10万元,发生一次故障仍可获得利润5万元,发生二次故障获利0元,发生三次或三次以上故障就要亏损2万元。求一周内的期望利润。 2一汽车沿一街道行驶,需要经过三个均设有红绿信号灯的路口,每个信号灯为红或绿与其他信号灯为红或绿相互独立,且红绿两种信号灯显示的时间相等,以X表示该汽车首次停车前已通过的路口数。求:X的概率分布;E(1 ) 。1+X3设某种商品的每周需求量X是服从10,30上均匀分布的随机变量,而经销商店的进货数量为区间10,30上的某一整数,商店每销售一单位可获利500元;若供大于求则处理,每处理一单位商品亏损10
13、0元;若供不应求,则可从外部调剂供应,此时每一单位商品仅获利300元。为使商店所获利润的数学期望不小于9280元,试确定最小进货量。为使期望利润最大,最佳进货量是多少? 4设某经销商正在与某出版社联系订购下一年的挂历问题,根据该经销商以往多年的经销经验,他得出需求数量分别为150本、160本、170本、180本的概率分别为0.1、0.4、0.3、0.2,各种订购方案的获利Xi(i=1,2,3,4)(百元)是随机变量,经计算各种订购方案在不同需求情况下的获利如下表: 需求150本 需求160本 需求数量 订购方案 订购150本获利X1 订购160本获利X 2需求170本 需求180本 45 42
14、 39 36 45 48 45 42 45 48 51 48 45 48 51 54 订购170本获利X 3订购180本获利X4 该经销商应订购多少本挂历,可使期望利润最大?在期望利润相等的情况下,应该选择方差最小的方案,为使期望利润最大且风险最小,经销商应订购多少本挂历? 5一商店经销某种商品,每周进货数量X与顾客对该种商品的需求量Y是相互独立的随机变量,且都服从10,20上的均匀分布。商店每售出一单位商品可得利润1000元,若需求超过了进货量,商店可以从其他商店调剂供应,这时每单位商品获利润500元。求此商店经销该种商品每周所得利润的期望值。 6.某箱装有100件产品,其中一,二,三等品分
15、别为80,10,10件。现从中随机地抽取一件,记 Xi=1若抽到第i等品(i=1,2)。 其他0求(X1,X2)的联合分布;求X1与X2的相关系数。 7一家经营农产品的公司在某城市开了5个连锁店,它们每周售出农产品的数量分别为X1,X2,L,X5,已知X1N(200,215),X2N(240,240),X3N(180,225),X4N(260,265),X5N(320,280),X1,X2,L,X5相互独立。 求5个连锁店每周的总销售量的均值和方差; 公司每周进货一次,为了使新的供货到达前不会脱销的概率大于97.7%,问公司的仓库应至少储存多少千克该产品? 8. 袋装食盐每袋净重为随机变量,规
16、定每袋标准重量为500克,标准差为10克,一箱内装100袋,用中心极限定理求一箱食盐净重超过50250克的概率。 9. 某保险公司多年的统计资料表明,在索赔户中因被盗索赔的占20%,以X表示在随机抽查的100个索赔中因被盗向保险公司索赔的户数。试求 (1) X的概率分布; (2) 用中心极限定理计算P14X30。 第四章 统计估值 一、简答题 1(1) 已知X:N(0,1) 且P(Xa)=0.05,求:a.; (2) 已知Y:(3) 令T=2c2(5)且P(Y11.07)=0.05,求:c0.05(5); X,则T服从什么分布?且P(T2.57)=0.025,求:t0.025(5); Y/52
17、 (4) 令F=T,则F服从什么分布?且若P(F0x0其中a0是常数,l0是未知参数。求l的最大似然估计量。 8在均值为m,方差为s的正态总体中分别抽取容量为n1和n2的两个独立的样 本,X1,X2分别为两个样本均值。求:常数a,b满足什么条件,Y=aX1+bX2是m的无偏估计量;并确定a,b的值,使Y的方差达到最小。 9设X1,X2,L,X9是来自总体XNm,s2的样本,Y1=()1(X1+L+X6), 611922Y2=(X7+X8+X9),S=(Xi-Y2) 32i=7则:Y1-Y2服从什么分布,把它修正成一个标准正态分布;2S2s2服从什么分布?令Z=2(Y1-Y2)/S,那么Z又服从
18、什么分布? 三、证明 1设x1,x2,L,xn是一组样本观察值,对任意常数a,c0 ,记yi=xi-a22,i=1,2,L,n。x,y,Sx分别为对应的样本均值与样本方差。 ,Syc222证明x=cy+a;Sx=cSy 。 给定一组样本值:2550(2个),2850,3150,3450(5个),3750利用的结论,求样本均值与样本方差。 1n2X1,X2,Xn是来自总体X的一个样本(EX=m,DX=s),X=Xi。ni=121n1n2222证明:(1) S=(2) S0=(Xi-m)也(Xi-X)是s的无偏估计量;n-1i=1ni=12是s的无偏估计量。 3设总体X服从区间q,2q上的均匀分布
19、,其中q0是未知参数。又22X1,X2,Xn是来自总体X的样本,X为样本均值。证明:q=X是参数q的3 无偏估计量。 不是q的无偏估计量。 )0。证明:q4设q是参数q的无偏估计量,D(q22第五章 统计检验 1. 已知某铁水的含碳量在正常情况下服从正态分布N(4.55,0.11),现测定了92炉铁水,含碳量平均数为x=4.445,样本方差S=0.0169. 若总体方差没有变222化,即s=0.11, (1) 问总体均值m有无显著变化?(a=0.05); (2) 你是根据什么统计原理得到的结果,你有可能犯哪类错误,你能给出犯此错误的最大可能性吗? 2. 某厂生产某种零件,在正常生产情况下,这种
20、零件的轴长服从正态分布,均值为0.13厘米。如果从某日生产的这种零件中任取10件,测量后得x=0.138厘米,S=0.016厘米。问:该日生产的零件的平均轴长是否与往日一样?(a=0.05); (2) 你是根据什么统计原理得到的结果,你有可能犯那类错误? 3. 用包装机包装某种食品, 在正常情况下, 每袋重量为200克, 假设每袋食品的重量服从正态分布. 某天检验机器工作的情况, 从已装好的袋中随机抽取10袋, 测得其重量(单位: 克)为: 201, 206, 198, 199, 204, 199, 197, 193, 195, 208 问这天机器是否工作正常(a=0.05)? 4. 开发区的
21、管理人员认为,某大型企业雇用外地临时工的平均工资可能低于开发区规定的500元。而如果确实低于500元要对该企业进行处罚。已知临时工工资X:N(m,s)现随机从这些外地临时工中抽选了50名职工进行调查研究,得到2x=498元,s=5元。 表述基本假设和对立假设; 若a=0.05,试进行检验。 5. 某厂生产铜丝,生产一向稳定。现从该厂产品中随机抽取10段检查其折断力,测后经计算:x=287.5,(xi=110i-x)2=160.5,假定铜丝的折断力服从正态分 布,问是否可以相信该厂生产的铜丝的折断力方差为16?(a=0.1) *6. 假设人体的身高服从正态分布,今抽取甲、乙两地区1825岁女青年
22、身高得数据如下: 甲地区抽取10名,样本均值x=1.64米,样本标准差S1=0.2米; 乙地区抽取10名,样本均值y=1.62米,样本标准差S2=0.4米. 问:(1) 甲、乙两地区1825岁女青年身高的方差有无显著差异? (2) 甲、乙两地区1825岁女青年平均身高有无显著差异?(a=0.01) * 第七章 回归分析 * 1某市居民货币收入与购买消费品支出数据如下表(单位:亿元) 18.2 货币收入x 11.6 12.9 13.7 14.6 14.4 16.5 消费支出y 10.4 11.5 12.4 13.1 13.2 14.5 (以下三个表是在excel中通过回归函数得到的) 回归统计
23、Multiple R R Square 标准误差 观测值 方差分析 回归分析 残差 总计 Intercept X Variable 1 19.8 17.2 15.8 0.996935 0.99388 0.189071 8 Adjusted R Square 0.99286 df SS MS F Significance F 7.18E-08 1 34.83426 34.83426 974.4388 6 0.214488 0.035748 7 35.04875 下限 95.0% 0.74 上限 95.0% 0.87 Coeffici标准Lower Upper ents 误差 t Stat P-v
24、alue 95% 95% 1.22 0.4 3.054 0.02 0.243 2.2 0.87 0.81 0.026 31.2 7.2E-08 0.745 0.24 2.2 假设在这里x,y满足一元线性回归模型Y=a+bx+e,eN(0,s2) x是是什么变量,Y是什么变量;对固定的x,Y服从什么分布;并计算s2; 的无偏估计量为s2; =a+bx求y对x的样本线性回归方程y至少使用两种方法对回归方程进行显著性检验; 平方和分解公式(y-y)ii=1n2=-y)(yii=1n2+)(y-yiii=1n2,或SST=SSR+SSE,其中SST, SSR, SSE分别是什么?在这里分别等于多少?自由度呢? 预测当货币收入x=21亿元时,购买消费品的支出。 2为了确定某种商品供应量y与价格x之间的关系,现取10对数据作为样本,算得平均价格x=8(元),平均供应量y=50(kg),且xi=1102i=840,yi2=33700,i=110xyii=110i=5260。 ; =a+bx (1)试建立供应量y对价格x的线性回归方程y (2)对所建立的线性回归方程进行显著性检验(a=0.05)。