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概率统计练习册习题解答(定)

习题1-1 样本空间与随机事件

1.选择题

(1)设,,A B C 为三个事件,则“,,A B C 中至少有一个不发生”这一事件可表示为( D ) (A )AB

AC BC (B )A B C (C )ABC ABC ABC (D )A B C

(2)设三个元件的寿命分别为123,,T T T ,并联成一个系统,则只要有一个元件正常工作则系统能正常工作,事件“系统的寿命超过t ”可表示为( D )

A {}123T T T t ++>

B {}123TT T t >

C {}{}123min ,,T T T t >

D {}{}

123max ,,T T T t > 2.用集合的形式表示下列随机试验的样本空间Ω与随机事件A :

(1)同时掷三枚骰子,记录三枚骰子的点数之和,事件A 表示“点数之和大于10”。

解:{},18543

,,,=Ω ;{}

18,,12,11 =A 。 (2)对目标进行射击,击中后便停止射击,观察射击的次数;事件A 表示“射击次数不超过5次”。

解:{

} ,,,=321Ω;{}54321A ,,,,=。 (3)车工生产精密轴干,其长度的规格限是15±0.3。现抽查一轴干测量其长度,事件A 表示测量

长度与规格的误差不超过0.1。

3.设A ,B ,C 为三个事件,用A ,B ,C 的运算关系表示下列各事件: (1) A ,B ,C 都发生:解: ABC ;

(2) A ,B ,C

(3) A 发生,B 与C

(4) A ,B ,C 中至少有一个发生:解:C B A ??

(5)

A ,

B ,

C 4.设某工人连续生产了4个零件,i A 表示他生产的第i 个零件是正品(4,3,2,1=i ),试用i A 表示

下列各事件:

(1)只有一个是次品;

(2)至少有一个次品;

(3)恰好有两个是次品;

(4

习题1-2 随机事件的概率及计算

1.填空题

(1)已知B A ?,4.0)(=A P ,6.0)(=B P ,则

)(A P

)(AB P

)(B A P

)(B A P =)(B A P 0

,)(B A P

(2)设事件A 与B 互不相容,()0.4,()0.3P A P B ==,则

()P AB ()P A

B 0.6

(3

)盒子中有10个球,其中3

(4)一批产品由

45件正品、5件次品组成,现从中任取3件产品,其中恰有1件次品的概率为

(5)某寝室住有6名学生,至少有两个同学的生日恰好在同

一个月的概率为

2.选择题

(1)如果A 与B 互不相容,则(C )

(A) AB =? (B) A B = (C ) A

B =Ω (D) A B =Ω

(2)设A 、B 是任意两事件,则=-)(B A P ( B 、C )。

(A) )()(B P A P - (B) )()()(B A P B P A P +- (C) )()(AB P A P - (D) )()()(AB P B P A P -+ (3)如果()0P AB =,则( C )

(A) A 与B 互不相容 (B) A 与B 互不相容

(C) ()()P A B P A -= (D) ()()()P A B P A P B -=-

(4)设10张奖券中含有3张中奖的奖券,每人购买1张,则在前3个购买者中恰有一人中

奖的概率为( D )

(A) 3.07.02

310??C (B) 0.3 (C) 7/40 (D) 21/40

(5) 两个事件A 与B 是对立事件的充要条件是( C )

(A ) )()()(B P A P AB P = (B )1)(0)(==B A P AB P 且 (C ) Ω=?=B A AB 且 (D )?=AB

3.一批晶体管共40只,其中3只是坏的,今从中任取5只,求 (1)5只全是好的的概率; (2)5只中有两只坏的的概率; (3)5只中至多有一只坏的概率。

4.向三个相邻的军火库投掷一枚炸弹,炸中第一个军火库的概率为0.025,炸中其余两个军火库的

概率各为0.1。只要炸中一个另外两个必然爆炸,求军火库发生爆炸的概率。 解:设C B A ,,分别表示击中第一、二、三个军火库爆炸,D 表示军火库爆炸, 易知事件C B A ,,互不相容,且025.0)(=A P ,1.0)()(==C P B P 则225.01.01.0025.0)()()()(=++=++=C P B P A P D P

5.两艘轮船都要停靠在同一个泊位,它们可能在一昼夜的任意时刻到达。设两艘轮船停靠泊位的时间分别为1个小时和2个小时。求有一艘轮船停靠泊位时需要等待的概率。

解:设y x ,分别为甲、乙船到达时刻,甲停靠时间为1小时,乙停靠时间为2小时,24,0≤≤y x 设=A “一艘轮船停靠泊位时需要等待”,则A 发生当且仅当 10≤-≤x y ,20≤-≤y

x

习题1-3 条件概率

1.选择题:

(1)设A ,B 为两个相互对立事件,且0)(>A P ,0)(>B P ,则( C )。

(A )0)(>A B P (B ))()(A P B A P = (C )0)(=B A P (D ))()()(B P A P AB P = (2)已知3.0)(=A P ,5.0)(=B P ,15.0)(=AB P ,则( ABCD )。

(A ))()(B P A B P = (B ))()(B P A B P = (C ))()(A P B A P = (D ))()(A P B A P = (3)设8.0)(=A P ,7.0)(=B P ,8.0)(=B A P ,则下列结论正确的是( C )。

(A )A B ?; (B ))()()(B P A P B A P +=?; (C )事件A 与事件B 相互独立; (D ) 事件A 与事件B 对立。

(4)设1)(0<

(A ) 事件A 与B 互不相容; (B )事件A 与B 对立; (C ) 事件A 与B 不相互独立; (D )事件A 与B 相互独立。

(5)一种零件的加工由两道工序组成,第一道工序的废品率为p ,第二道工序的废品率为q ,则该

零件加工的成品率为( C )

(A ) 1p q -- (B )1pq - (C )1p q pq --+ (D )(1)(1)p q -+- (6)对于任意两个事件A B 和,以下结论正确的是( B )。

(A )若,AB φ≠则,A B 一定独立。 (B )若,AB φ≠则,A B 有可能独立。 (C )若,AB φ=则,A B 一定独立。 (D )若,AB φ=则,A B 一定不独立。 2.填空题:

(1) 设事件A ,B 相互独立且互不相容,则))(),(min(B P A P =__0_.

(2) 已知,6.0)(,5.0)(==B A P A P 若B A 、互不相容,则

)(B P B A 、相互独立,则

)(B P (3) 已知5.0)(=A P ,6.0)(=B P ,8.0)(=A B P ,)(B A P =___0.3__. (4) 某人独立射击三次,其命中率为0.8,则三次中至多击中一次的概率为

_0.104_.

(5) 对同一目标进行三次独立射击,第一次、第二次、第三次射击的命中率分别为0.4,0.5,0.7。则三次射击中恰好有一次击中目标的概率。

3.在10只晶体管中有7只正品,3只次品。现不放回的抽取两次,每次一只,求下列事件的概率。(1)两只都是正品;(2)至少有一只次品;(3)一只是正品,一只是次品;(4)第二只是次品;(5)第二次才是次品。 解:设

i

A 表示第i 次取出次品,则

4.已知甲乙两箱中装有同种产品,其中甲箱中装有3件合格品和3件次品,乙箱中仅装有3件合格品,从甲箱任取3件放入乙箱,然后再从乙箱中任取一件产品,求该产品为次品的概率。 解

设A =“从乙箱中取出的是次品”,i B =

“从甲箱中取出的三件中恰有i 个次品”0,1,2i =.3

由全概率公式 5.已知一批产品中96%是合格品,检查产品时,一个合格品被误认为是次品的概率是0.02,一个次

品被误认为是合格品的概率是0.05,求在检查后认为是合格品的产品确是合格品的概率. 解 设A =“任取一产品,经检查是合格品”, B =“任取一产品确是合格品”,

|)

B 0.96

0.980.040.050=?+?=

6.玻璃杯成箱出售,每箱20只,假设各箱含0,1,2只残次品的概率分别为0.8,0.1,0.1,一顾客欲购一箱玻璃杯,售货员随意取一箱,顾客开箱随意地察看四只,若无残次品,则买下该箱,否则退回.试求:

(1)顾客买下该箱的概率α;

(2)在顾客买下的一箱中,确无残次品的概率β.

解 设A =“顾客买下该箱”,B =“箱中恰有i 件残次品”,0,1,2i =,

(1)

001122()()(|)()(|)()(|)

P A P B P A B P B P A B P B P A B α==++

7.为防止意外,在矿内同时安装了两种报警系统A 与B ,每种报警系统都使用时,对系统A 其有效的概率是0.92,对系统B 其有效的概率为0.93,在A 失效的条件下,B 有效的概率为0.85.求:(1)发生意外时,这两种报警系统至少有一个有效的概率;(2)B 失灵的条件下,A 有效的概率。 解:设=A “报警系统A 有效”,=B “报警系统B 有效”

(2)因为:862.0988.093.092.0)()()()(=-+=-+=B A P B P A P

AB P

8.一射手对同一目标独立地进行四次射击,若至少命中一次的概率为80/81,求该射手的命中率. 解 设该射手的命中率为p ,由题意

习题2-1 随机变量及其分布函数

1.试说明下列函数能否为某随机变量的分布函数.

10,0,

()sin ,

0,21,.

2

x F x x x x π

π

?

=≤

20,

0,()ln(1)

,0.

1x F x x x x

=?+≥?

+?

解:

1()

F x 是;

2()

F x 不是,因为

2()01

F +∞=≠.

2.设随机变量X 的分布函数为0,1,1,1,4

(),11,1,

1.

x x F x ax b x x <-???=-?

=??+-<

且1

(1)2

P X ==

,试求:(1)常数,a b 的值;(2)(21)P X -<<。

习题2-2 离散型随机变量

1. 填空题

(1) 设随机变量X 的分布律为:{},N

a

k X P =

= N k , ,2,1=,试确定___1______a =。 (2) 一批产品共100个,其中有10个次品,从中放回取5次,每次取一个,以X 表示任意取出的产品中的次品数,则X

(3) 某射手对一目标进行射击,直至击中为止,如果每次射击命中率都是p ,以X

表示射击的次数,则X 的分布律为

2. 将编号为1,2,3,4的四个球随机地放入3个不同的盒子中,每个盒子所放球的个数不限,以X 表示放球最多的盒子中球的个数,试求X 的分布列及其分布函数()F x .

3. 设某城市在一周内发生交通事故的次数服从参数为0.3的泊松分布,试问

(1) 在一周内恰好发生2次交通事故的概率是多少? (2) 在一周内至少发生

1次交通事故的概率是多少? 解:设一周内发生交通事故的次数为X ,则()3.0~P X 。

(1)(2)

4.某人购买某种彩票,若已知中奖的概率为0.001,现购买2000张彩票,试求:(1) 此人中奖的概率;(2)至少有3张彩票中奖的概率(用泊松分布近似计算)。

解:设中奖的彩票数为X ,则(2000,0.001)X

B .

(1)

2000

(1)1(0)1(0.999)0.8648P

X P X ≥=-==-≈. (2)由于20000.0012?=,故

(3)1(0)(1)(2)P X P X P X P X ≥=-=-=-=

习题2-3连续型随机变量

1. 设连续型随机变量X 的密度函数为

2,

01,()2,

12,0,

ax x f x x x ?≤≤?

=-<≤???其他.

试求:(1)常数a 的值;(2)随机变量X 的分布函数;(3)13(

)22

P X <<。

(2)当0x <时,()0F x =;

当2x >时,()1F x =. 故,

2. 设连续型随机变量X 的分布函数为?

??<≥-=-000

)1()(x x e A x F x ,,,

试求:(1)系数A ;(2)X 的密度函数;(3)(13)P X <<。 解:(1)由1)(=+∞F 知,

A

e A x F x x x =-==-+∞

→+∞

→)1(lim )(lim 1。

(2)

??

?≤>='=-.0,0;

0,)()(x x e x F x f x (3)()()

3

11311)1()3()31(-----=---=-=<

3. 设K 在(0,5)内服从均匀分布, 求方程02442=+++K Kx x 有实根的概率。

解:所求的概率为:

4. 某种型号的电子管寿命X (以小时计)具有以下概率密度

21000

1000()0x f x x

?>?=???,,其他

, 现有一大批此种管子(设各电子管损坏与否相互独立), 任取5只,问其中至少有2只寿命大于1500

小时的概率是多少?

从而所求概率为

5. 设连续型随机变量~34X N (,),(1)求{}{}

2,52>≤

(2)确定常数C 使{}{

}C X P C X P >=≤。

(2

6.设连续型随机变量()X E λ,证明:对一切实数0s >,0t >有

(|)()P X s t X t P X s >+>=>。

证明:由于()X E λ,从而其分布函数为

0,

0,()1,0.

x

x F x e x λ-≤??=?->??

故,对一切实数0s >,0t >,

1()()s e F s P X s λ-==-=>。

习题2-4 二维随机变量及其分布

1.一箱子装有100件产品,其中一、二、三等品分别为80件,10件,10件。现从中随机抽取一件,

11,0,X ?=??若抽到一等品,其他. 210X ?=??,若抽到二等品,,

其他.

试求),(21X X 的联合分布列。

解:

2.设随机变量(2,2)Z U -,随机变量

1,1,1,

1;

Z X Z -≤-??=?

>-?? 1,

1,1,

1.

Z Y Z -≤??=?

>??

试求(,)X Y 的联合分布列。

(2,2)U -1,1)Y =-=(1,1)(1,1)0P X Y P Z Z =-=

=≤->=;

3. 完成下列表格

4.设二维随机变量),(Y X 的联合密度函数为:

2,

01,02(,)0

x cxy x y f x y ?+≤≤≤≤=?

?其他

求:(1)常数c ;(2){1}P X Y +≤;(3)X 和Y 的边缘密度函数。

()()()()()1211221280

1,010.8;10010

0,110.1;

100

10

0,

00.1100

P X X P X P X X P X P X X =====

===========。

()121,10;

P X X ===

10>

()0=x f X ;

求Y 的边缘密度函数:

()(

)?

+∞

-=

dx

y x f y f Y ,。当

20>

5. 设),(Y X 服从}10,20|),{(≤≤≤≤=y x y x G 上的均匀分布,求:

1)),(Y X 的联合概率密度函数;(2)}{2

X Y P <;(3)X 和Y 的边缘密度函数。 解:(1)由(X ,Y )服从G

上的均匀分布知,(X ,Y )的联合密度为:

(3)先求X 的边缘密度:()()?

+∞

-=

dy

y x f x f X ,。 当

2

0>

()0

=x f X ;

2

0≤≤x 时,

再求Y 的边缘密度函数:

()()?+∞

-=dx

y x f

y f Y

,

习题2-5 条件分布及随机变量的独立性

1.设二维离散型随机变量),(Y X 只取 )2,1(),1,1(),0,0(-- 及 )0,2( 四对值,相应概率依次为

12

5

,31,61,121 ,试判断随机变量X 与Y 是否相互独立。

所以,X 与Y 不独立。

2. 设随机变量X 与Y 相互独立,试完成下表:

3.设二维连续型随机变量(,)X Y

的联合密度函数为

1,01,02,

(,)0,x y x f x y <<<

其他.

试判定X 与Y 是否相互独立。 解:

()(,)X f x f x y dy

+∞

-∞

=?

.

当0x ≤或1x ≥时,

()0

X f x =;当01x <<时,

20

()12x

X f x dy x

==?.

()(,)Y f y f x y dx

+∞

-∞

=?

.

由于当(,){01,02}x y x y x ∈<<<<时,

(,)()()

X Y f x y f x f y ≠?,

且区域{01,02}x y x <<<<的面积不为0,所以,X 与Y 不相互独立.

4. 设二维连续型随机变量),(Y X 的联合密度函数为

201,01

(,)0

x y cxy f x y <<<

求常数c ,并判断X 与Y 是否相互独立。

求X 的边缘密度:()()?

+∞

-=

dy

y x f x f X ,。

10≥≤x x 或时,()0=x f X ;

当10<

()?

==

1

226x

dy xy x f X 。

求Y 的边缘密度函数:()()?+∞

-=dx

y x f

y f Y

,。

10≥≤y y 或时,()0=y f Y ;

10<

==

1

2

236y dx xy y f Y 。

由于对任x ,y ,有

()()()y f x f y x f Y X =,。所以,X 与Y 相互独立。

5.设X 和Y 是两个相互独立的随机变量,X 在(0,1)内服从均匀分布,Y 的概率密度为

?????≤>=-0

,

00,

2

1)(2/y y e y f y Y .

(1)求X 与Y 的联合概率密度;(2)设关于a 的二次方程为 022

=++Y Xa a ,求此方程有实根的概率。

解:由X ~U (0,1)知X 的密度为:

()X f x =

1,01;0,

x <

由X Y 与独立知,(X ,Y )的一个联合密度为:

1;

()()2

Y f y ?=???

方程有实跟的概率为:

习题2-6 随机变量函数的分布

1.设随机变量X 的分布列为

试求:(1)12-=X Y ,(2)2

X

Z =的分布列。

解:

2.设随机变量(0,1)X U ,试求X Y e =的密度函数。

解:由(0,1)X

U 知其密度函数为1,01,()0,.x f x <

??其他设X Y e =,函数()x

y g x e ==. 则

min{(),()}0g g α=-∞+∞=,max{(),()}g g β=-∞+∞=+∞.所以,当(0,)y ∈+∞时,

3.设连续型随机变量X 的密度函数为 1

,10,

21

(),

02,40,x f x x ?-<

其他.

试求2Y X =的密度函数()Y f y 。

解:先求Y 的分布函数

()

Y F y ,在对其求导数.

2()()()

Y F y P Y y P X y =≤=≤.

4. 设随机变量X 与Y 相互独立,且X ,Y 的概率分布分别为

试求随机变量Y X +=ξ及XY =η的各自概率分布列。

(2)(2)(0,2)(1,P P X Y P X Y P X Y ξ==+====

+=

=

(0)(0)

(0,1)(0

,P P X Y P X Y P X Y η======

+=

=

5.设随机变量(0,1)X U ,(1)Y E 且X 与Y 相互独立,试求Z X Y =+的密度函数。

解:由(0,1)X

U ,(1)Y Exp 知,X 与Y 的密度函数分别为

1,01,()0,.X x f x <

0,()0,

0.

y

Y e y f y y -?>?=?

≤??

又由X 与Y 相互独立知(,)X Y 的一个联合密度函数为

,

01,0,(,)0,

.

y e x y f x y -?<<>?=?

??其他

设Z X Y =+的密度函数为()

Z f z . 由于X 与Y 相互独立,从而

()()()Z X Y f z f x f z x dx

+∞

-∞

=-?

.

由()X f x ,()Y f z x -不等于零的区域知01,

0.x z x <

->? 所以,当0z ≤时,()0Z f z =;

当01z <<时,()

()11z

z x z

Z f z e

dx e

---==-?;当1z ≥时,

1

()0

()1(1)

z x z Z f z e dx e e ---==-?.

所以,

1,01,()(1),1,

0,.z z Z e z f z e e

z --?-<

=-≥??

≤??z 0

习题3-1 数学期望

1.填空题

(1)设二维随机变量(,)(10,2,1,1,0)X Y

N ,则(25)E XY Y -++(2)设随机变量(2)X

P ,(0,6)Y

U ,若233Z X Y =--,则()E Z 2.设X 的分布列为:

求(1))(X E ;(2))1(+-X E ;(3))(2

X E 。

3.把4个球随机地放入4个盒子中去,设X 表示空盒子的个数,求)(X E 。

2

42!144256

=

4.设连续型随机变量X 的密度函数为

??

?

??<≤-<<=其他,021,210,)(x x x x x f ,

求(1)EX ,(2)||EX X E -。

解:

12

1

()()(2)1

E X x f x dx

x xdx x x dx +∞

-∞

==+-=?

??,

5.设二维离散型随机变量),(Y X 的联合分布列为

求:(1))(X E ,)(Y E ;(2))2(Y X E -,)3(XY E 。

()0.

5E X =

()0.3

E Y = (2) (2)10.4(2)0.2(1)0.10.1E X Y -=?+-?+-?=-,

(3)3()310.1E X Y E X Y ==??=。

6.设),(Y X 服从在A 上的均匀分布,其中A 为x 轴、y 轴及直线01=++y x 所围成的区域,求(1))(X E ; (2))23(Y X E +

- ;(3))(XY E 。 解:由题意知(,)X Y 的联合密度为:

2

(,)(,)0

x y A f x y ∈?=?

?其他

(2)(32)3()2()12()E X Y E X E Y E Y -+=-+=+

12(,)y f x y d x d y

+∞

+∞-∞

-∞

=+?

?

2)xy dy dx

=112

习题3-2 方差

1. 填空题

1)设随机变量1X ,2X ,3X 相互独立,其中1~(0,6)X U ,2~(0,4)X N ,3X 服从参数为3的泊松分布,记1

2323Y X X X =-+,则()D Y

(2)已知)2,2(~-U X ,2

21Y X =+,则()E Y

=,()D Y =__25645_______。

(3)设X 的概率密度为2

()x f x -=

,则()D X 。

(4)设二维随机变量(,)(1,2,1,1,0)X Y N ,则(25)D X Y -++=___5_____,Y

X Z +-=2分布为____(5,5)N ______。

2. 设随机变量(1)X

E ,随机变量1,2,

0.5,2,1, 2.

X Y X X ?>?

==??

-

解: 2

2

(1)(2)x P Y P X e dx e ∞--==>==?,(0.5)(2)0P Y P X ====,

22

(1)(2)1x P Y P X e dx e --=-=<==-?.

故,222()1(1)(1)21E Y e e e ---=?+-?-=-,

222

()11(1)1E Y e e --=?+?-=, 2224()()(())44D Y E Y E Y e e --=-=-。

3. 设连续型随机变量X 的分布函数为

???

?

???

≥<≤-+-<=1,111,21arctan 21,0)(x x x

x x F π

求(1)X 的密度函数;(2)(),()E X D X 。

4.设随机变量()X

P λ且[(1)(2)]1E X X --=,随机变量1

(8,)2

Y

B 且X 与Y 相互独立,试

求(34)E X Y --及(34)D X Y --。 解:由()X

P λ知()E X λ=,()D X λ=. 所以,222()()(())E X D X E X λλ=+=+. 又

221[(1)(2)]()3()222E X X E X E X λλ=--=-+=-+,故1λ=. 所以,

()1E X =,()1D X =. 1

(8,)

2B ,故(34)()3()415E X Y E X E Y --=--=-.

由于X 与Y 相互独立,故(34)()9()19D X Y D X D Y --=+=。

5.设),(Y X 的概率密度为???≤≤≤=其它,

01

0,12),(2x y y y x f ,试求)(X D 及)(Y D 。

212)x y dy dx 2212)

x

x y dy dx 212)y y dy dx 22

12)x

y y dy dx ?1

6. 设两个随机变量X ,Y 相互独立,且都服从均值为0,方差为

2

1

的正态分布,求随机变量Y X -的方差。

11(0,

),(0,

)

2

2N Y N 且X (0,1)Z X Y

N =-

从而

习题3-3 协方差与相关系数

习题3-4 其他特征数

1.填空题 (1)设随机变量(2)X

P ,(0,6)Y

U 且XY ρ=

,若233Z X Y =--,则()D Z =___23____。

(2)设),(Y X 服从二维正态分布,则0=),(cov Y X 是X 与Y

(3)设),(Y X 服从二元正态分布(0,1,1,4,0.5)N ,则2

(23)E X XY -+=___4_____。 2. 选择题

(1)设X 与Y 的相关系数0XY ρ=

(A)X 与Y 相互独立; (B)X 与Y 不一定相关; (C)X 与Y 必不相关; (D)X 与Y 必相关

(2)设随机变量X 与Y 的期望和方差存在,且,)(DY DX Y X D +=-

,则下列说法哪个是不正

(A)()D X Y DX DY +=+; (B)EY EX XY E ?=)(; (C)X 与Y 不相关; (D)X 与Y 独立

3. 已知二维离散型随机变量),(Y X 的概率分布为 8

/18/18/11

8/108/108/18/18/11

1

01--X

Y

, (1)求协方差),(cov Y X 及相关系数XY ρ;(2)X 与Y 是否相互独立?是否不相关? 解:X 及Y 的边缘分布列为:

0XY ρ=,故X 与Y 不相关。

4.设二维连续型随机变量(,)X Y 的联合密度函数为

2

32,010,(,)0,x xy x y x f x y ?+≤≤≤≤?=???

其他.

试求:(1)相关系数XY ρ;(2)X 与Y 是否相互独立?是否不相关?

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