第三章 习题详解
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M 12丿」I 2丿第三章 微分中值定理与导数的应用习题3-11.解:(1)虽然 f(x)在[—1,1]上连续,f(—1) = f(1),且 f(x)在(—1,1)内可导。
可见,f(x)在[_1,1]上满足罗尔中值定理的条件,因此,必存在一点 匕€(-1,1),使得f 牡)=0,即:f(X)=cosx, F(X)=1 — sin X 且对任一 x 乏0,—】,F'(X)H 0, ”■. f (x),F (x)满足柯西 I 2丿中值定理条件。
—12©宀2=0,满足、; (2)虽然f(x)在[—1,1]上连续,f(_1)= f (1),但 f (x)在(—1,1)内 x = 0点不可导。
可 见,f (x)在[ —1,1]上不满足罗尔中值定理的条件,因此未必存在一点 £ £ (_1,1),使得 f 徉)=0. 2.因为函数是一初等函数,易验证满足条件 3 3 .解:令 y = 3arccos x - arccos(3x - 4x 3), y ‘ = 一 23 —12x 2厂工®®3)2,化简得 y'=0,「. y =c ( C 为常数),又 y(0.5)=兀,故当-0.5<x<0.5,有 y(x)=兀。
「兀f f 兀、 4 .证明:显然f(x), F(x)都满足在'|0,二I 上连续,在10,二 内可导L 2」 I 2丿 c oxsn ——x、、2丿F Q-F(O)12丿兀--1 2F( x) -1 sixn_c O 弓-x厂(X )_F(x) ZL"2 /兀 X ,,即 tan I - -- U--1,此时l 4 2丿 2f JI「兀X = 2 I — -arctan l — -1L 4l 2显然萨〔0,-〕,即丿」 I 2丿5.解:因为f(0) = f (1)= f (2) = f (3) =0,又因为f(x)在任一区间内都连续而且可导, 所以f (X)在任一区间 0,1 ], 1,2], [2,3]内满足罗尔中值定理的条件, 所以由罗尔定理,得:3" -(0,1), "^(1,2), ©-(2,3),使得:f 徉1 )= 0 r =) &:◎(=), 30 因为6.证明:设f(x) =0的n+1个相异实根为X o V X 1 <X 2 <H( <X n则由罗尔中值定理知:存在J (i =1,2,川n):X0 <:勺1cj ■<X2 vill <-1^Xn ,使得再由罗尔中值定理至少存在So =1,2,川n-1):上11 C 巴21 V ©2 吒 W ©3 V i 11 < J n d W G n ,使得7.解:反证法,倘若 p(X)=0有两个实根,设为X^X 2,由于多项式函数 p(x)在[X 1,X 2]上连续且可导,故由罗尔中值定理存在一点E€(X I ,X 2),使得P 徉)=0,而这与所设p'(x)=0没有实根相矛盾,命题得证。
第三章习题详解1・沿下列路线计算积分J;' z2dz o1)自原点至3 + i的直线段;解:连接自原点至34-1的直线段的参数方程为:z =(3+》0<r<l dz =(3 + i)dt2)自原点沿实轴至3,再由3铅直向上至3 +八解:连接自原点沿实轴至3的参数方程为:z = t 0</<1 dz = dt3 1=-33 «3连接自3铅直向上至3 +,的参数方程为:z = 3 + ir O<Z<1 dz = idt J J z2dz = £(3 + it)2 idt = -(34-17)3=-(3 + i)3彳" 3 n 3・・・ f z2dz = £t2dt 4- £(3 + it)2id/ = 133 4-1(3 4-1)3 - i33 = |(3 + i)33)自原点沿虚轴至i,再由i沿水平方向向右至3+i。
解:连接自原点沿虚轴至i的参数方程为:z = it 0</<1 dz = idtJ:Z2dz = J;(it)2 idt = | (i/)3= * 尸连接自i沿水平方向向右至3 + i的参数方程为:z = t^i 0<^<1 dz = dtr*edz=jo edz+广eaz=y+敦+厅-|/3=|(1+厅2.分别沿y =兀与y =兀2算出积分J;'(兀2 + iy^dz的值。
解:•/ j = x x2 + iy = x2 + ix ••• dz = (1 + i)dx・・・『(x2 + iy)dz = (1+ (x2 + ix)dx = (1 +•/ y = x2A x2 + iy = x2 4- ix2 = (1 + i)x2:. rfz = (1 + ilx)dxf 衣=[(3+03&二(3+讥♦3+i0=(3 + 厅0 d^ed Z=[\2dt=护而(W 宙討…T + 一 11.1.11 5. i = 1—i3 3 2 26 6/(z) =1 _ 1 z 2+2z + 4~ (z + 2)2在c 内解析,根据柯西一古萨定理,$匹J z 2 + 2z + 4/. £1+,(x 2+ iy)dz = (1 + /)£ * (1 + ilx)dx = (14-彳+ 设/(z)在单连通域〃内处处解析,C 为B 内任何一条正向简单闭曲线。
第三章建筑结构设计⽅法课后习题详解第3章建筑结构设计⽅法3.1 思考题3-1 结构在规定的使⽤年限内应满⾜哪些功能要求?答:建筑结构在规定的设计使⽤年限内,应满⾜安全性、适⽤性和耐久性三项功能要求。
3-2 随机变量的平均值、标准差有何统计上的意义?答:A、随机变量的平均值表明随机变量取值的集中程度、整体⽔平或波动中⼼。
B、标准差和变异系数均表明随机变量取值的分散程度或波动⼤⼩。
当平均值相同时,可直接⽤标准差⽐较两个或多个随机变量取值的分散程度;当平均值不相同时,只能⽤变异系数(相对标准差)进⾏⽐较。
3-3 结构的功能函数如何表达?实际⼯程中结构功能可能会出现哪些情况?答:A、Z=g(R,S)=R—S,上式中R和S是随机变量,函数Z也是随机变量。
B、实际⼯程结构功能可能会出现以下三种情况: Z>0,结构处于可靠状态;Z<0,结构处于失效状态;Z=0,结构处于极限状态。
3-4 正态分布的随机变量,以µf(1-1.645δf)为基准,实际取值不低于该基准值的概率(也即保证率)为多少?答:实际取值不低于该基准值的概率P(X>u—1.645σ)=1—F(u-1.645σ)=1—Ф(—1.645)=1-(0.04947+0.05050)/2=0.95。
即不低于95%。
3-5 荷载效应和作⽤效应有什么区别?答:A、荷载效应是由直接作⽤(荷载)引起的内⼒、变形和裂缝等效应。
B、作⽤效应是由作⽤引起的结构或结构构件的反应,⽤S表⽰,例如内⼒(轴⼒、弯矩、剪⼒、扭矩等)变形和裂缝宽度等。
3-6 安全等级为⼆级的建筑结构构件,延性破坏的⽬标可靠指标应为多少?答:查表P29也可知为3.2.3-7 结构的可靠概率和失效概率之间有什么关系?答:A、可靠概率Ps即可靠度,它与失效概率P f之和为1,可靠概率上升,失效概率下降;可靠概率下降失效概率上升,知道其中任何⼀个,另⼀个也就确定了。
3-8 承载能⼒极限状态和正常使⽤极限状态的含义是什么?答:A、结构或结构构件达到最⼤承载能⼒或不适合于继续承载的变形时的状态。
概率论第三章习题参考解答1. 如果ξ服从0-1分布, 又知ξ取1的概率为它取0的概率的两倍, 求ξ的期望值 解:由习题二第2题算出ξ的分布率为ξ0 1 P1/32/3因此有E ξ=0×P (ξ=0)+1×P (ξ=1)=2/3+2η, ξ与η的分布律如下表所示:: 求周长的期望值, 用两种方法计算, 一种是利用矩形长与宽的期望计算, 另一种是利用周长的分布计算.解: 由长和宽的分布率可以算得E ξ=29×P (ξ=29)+30×P (ξ=30)+31×P (ξ=31) =29×0.3+30×0.5+31×0.2=29.9E η=19×P (η=19)+20×P (η=20)+21×P (η=21) =19×0.3+20×0.4+21×0.3=20 由期望的性质可得E ζ=2(E ξ+E η)=2×(29.9+20)=99.8而如果按ζ的分布律计算它的期望值, 也可以得E ζ=96×0.09+98×0.27+100×0.35+102×0.23+104×0.06=99.8 验证了期望的性质.4. 连续型随机变量ξ的概率密度为⎩⎨⎧><<=其它)0,(10)(a k x kx x aϕ又知Eξ=0.75, 求k 和a 的值。
解: 由性质⎰+∞∞-=1)(dx x ϕ得111)(|10110=+=+==++∞∞-⎰⎰a kx a k dx kx dx x a aϕ即k =a +1(1)又知75.022)(|10211=+=+===+++∞∞-⎰⎰a kx a k dx kx dx x x E a a ϕξ得k =0.75a +1.5(2)由(1)与(2)解得0.25a =0.5, 即a =2, k =36. 下表是某公共汽车公司的188辆汽车行驶到发生一次引擎故障的里程数的分布数列.若表中各以组中值为代表. 从188辆汽车中, 任意抽选15辆, 得出下列数字: 90, 50, 150, 110, 90, 90, 110, 90, 50, 110, 90, 70, 50, 70, 150. (1)求这15个数字的平均数; (2) 计算表3-9中的期望并与(1)相比较.解: (1) 15个数的平均数为(90+50+150+110+90+90+110+90+50+110+90+70+50+70+150)/15 = 91.33 (2) 按上表计算期望值为(10×5+30×11+50×16+70×25+90×34+110×46+130×33+150×16+170×2)/188 =96.177. 两种种子各播种300公顷地, 调查其收获量, 如下表所示, 分别求出它们产量的平均值解: 假设种子甲的每公顷产量数为, 种子乙的每公顷产量数为, 则 E ξ=(4500×12+4800×38+5100×40+5400×10)/100=4944 E η=(4500×23+4800×24+5100×30+5400×23)/100=49598. 一个螺丝钉的重量是随机变量, 期望值为10g , 标准差为1g . 100个一盒的同型号螺丝钉重量的期望值和标准差各为多少?(假设各个螺丝钉的重量相互之间独立) 解: 假设这100个螺丝钉的重量分别为ξ1, ξ2,…, ξ100, 因此有E ξi =10, Dξi =102=12=1, (i =1,2,…,100), 设ξ为这100个螺丝钉的总重量,因此∑==1001i i ξξ,则ξ的数学期望和标准差为gD D D kgg E E E i ii i i i i i 1011001)(1000101001001100110011001=⨯==⎪⎭⎫⎝⎛====⨯==⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑∑∑∑====ξξξσξξξξ9. 已知100个产品中有10个次品,求任意取出的5个产品中次品数的期望值.解: 假设ξ为取出5个产品中的次品数, 又假设ξi 为第i 次取出的次品数, 即, 如果第i 次取到的是次品, 则ξi =1否则ξi =0, i =1,2,3,4,5, ξi 服从0-1分布,而且有 P {ξi =0}=90/100, P {ξi =1}=10/100, i =1,2,3,4,5因此, E ξi =10/100=1/10, 因为∑==51i iξξ因此有5.010155151=⨯==⎪⎭⎫ ⎝⎛=∑∑==i i i i E E E ξξξ10. 一批零件中有9个合格品和3个废品, 在安装机器时, 从这批零件中任取一个, 如果取出的是废品就不再放回去. 求取得第一个合格品之前, 已经取出的废品数的数学期望和方差. 解: 假设在取到第一个合格品之前已取出的废品数为ξ, 则可算出0045.02201101112123}3{041.02209109112123}2{2045.0119123}1{75.0129}0{==⋅⋅====⋅⋅===⋅=====ξξξξP P P P因此有319.009.0409.0)(409.090045.04041.02045.03.030045.02041.02045.0222===-==⨯+⨯+==⨯+⨯+=ξξξξξE E D E E11. 假定每人生日在各个月份的机会是同样的, 求3个人中生日在第一个季度的平均人数. 解: 设三个随机变量ξi ,(i =1,2,3), 如果3个人中的第i 个人在第一季度出生, 则ξi =1, 否则ξi =0, 则ξi 服从0-1分布, 且有 P (ξi =1)=1/4, 因此E ξi =1/4, (i =1,2,3)设ξ为3个人在第一季度出生的人数, 则ξ=ξ1+ξ2+ξ3, 因此Eξ=E (ξ1+ξ2+ξ3)=3Eξi =3/4=0.7512. ξ有分布函数⎩⎨⎧>-=-其它1)(x e x F xλ, 求E ξ及D ξ. 解: 因ξ的概率密度为⎩⎨⎧>='=-其它)()(x e x F x xλλϕ, 因此 ()λλλϕξλλλλλ11)(0=-=+-=-===∞+-∞+-∞+-+∞-+∞-+∞∞-⎰⎰⎰⎰xx xxxe dx e xe e xd dx ex dx x x E()2220222222)(|λξλλϕξλλλλ==+-=-===⎰⎰⎰⎰∞+-∞+-+∞-+∞-+∞∞-E dx xe ex e d x dx ex dx x x E x x x x22222112)(λλλξξξ=-=-=E E D13. ⎪⎩⎪⎨⎧<-=其它1||11)(~2x x x πϕξ, 求E ξ和D ξ.解: 因φ(x )是偶函数, 因此Eξ=0,则D ξ=Eξ2-(Eξ)2=Eξ2 因此有⎰⎰-===+∞∞-1222212)(dx xx dx x x E D πϕξξ令θθθd dx x cos ,sin ==则上式=2112sin 21212cos 2sin 12||20202022=+=+=⎰⎰ππππθπθπθθπθθπd d 即D ξ=1/2=0.516. 如果ξ与η独立, 不求出ξη的分布直接从ξ的分布和η的分布能否计算出D (ξη), 怎样计算?解: 因ξ与η独立, 因此ξ2与η2也独立, 则有[]()()222222)()()(ηξηξξηξηξηE E E E E E D -=-=17. 随机变量η是另一个随机变量ξ的函数, 并且η=e λξ(λ>0), 若E η存在, 求证对于任何实数a 都有λξλξEe ea P a⋅≤≥-}{.证: 分别就离散型和连续型两种情况证. 在ξ为离散型的情况: 假设P (ξ=x i )=p i , 则λξλξλλλξEe e e E p e p ep a P a a i i a x ax i a x ax i i i i i --∞=-≥-≥==≤≤=≥∑∑∑][){)(1)()(在ξ为连续型的情况假设ξ的概率密度为φ(x ), 则λξλξλλλϕϕϕξEe e Ee dx x e dx x edx x a P a a a x aa x a--+∞∞--+∞-+∞==≤≤=≥⎰⎰⎰)()()()()()(}{证毕.18. 证明事件在一次试验中发生次数的方差不超过1/4.证: 设ξ为一次试验中事件A 发生的次数, 当然最多只能发生1次, 最少为0次, 即ξ服从0-1分布, P {ξ=1}=P (A )=p , P {ξ=0}=1-p =q ,则4121412124141)1(222≤⎪⎭⎫ ⎝⎛--=-⋅+-=-=-=p p p p p p p D ξ19. 证明对于任何常数c , 随机变量ξ有 D ξ=E (ξ-c )2-(Eξ-c )2证: 由方差的性质可知D (ξ-c )=Dξ, 而2222)()()]([)()(c E c E c E c E c D ---=---=-ξξξξξ证毕.20. (ξ,η)的联合概率密度φ(x ,y )=e -(x +y )(x ,y >0), 计算它们的协方差cov (ξ,η). 解: 由φ(x ,y )=e -(x +y )(x ,y >0)可知ξ与η相互独立, 因此必有cov (ξ,η)=0.21. 袋中装有标上号码1,2,2的3个球, 从中任取一个并且不再放回, 然后再从袋中任取一球, 以ξ, η分别记为第一,二次取到球上的号码数, 求ξ与η的协方差.,P {ξ=2}=P {η=2}=2/3, P {ξ=1}=P {η=1}=1/3, E ξ=E η=35322311=⨯+⨯38314312312},{)(2121=⨯+⨯+⨯====∑∑==i j j i ijP E ηξξη则913538)(),cov(22-=-=⋅-=ηξξηηξE E E22. (ξ , η)只取下列数组中的值:)0,2()31,1()1,1()0,0(--且相应的概率依次为1/6, 1/3, 1/12, 5/12. 求ξ与η的相关系数ρ, 并判断ξ与η是否独立? 解: ξ与的联合分布表及各边缘分布计算表如下表所示: 因此1212260121=⨯+⨯+⨯-=ξE 1225125412512=⨯+⨯=ξE 144275144251225)(22=-=-=ξξξE E D 3613311121311270=⨯+⨯+⨯=ηE 1083731121912=+⨯=ηE 129627512961691237129616910837)(22=-⨯=-=-=ηηηE E D 36133112131)(-=-⨯-=ξηE则4322211236171336131253613)(),cov(-=⨯⨯-=⋅--=⋅-=ηξξηηξE E E 相关系数804.027522127543236122211296275144275432221),cov(-=-=⨯⨯⨯-=⨯-==ηξηξρD D, 计算ξ与η的相关系数ρ, 并判断ξ与η是否独立? 解: 由上表的数据的对称性可知与η的边缘分布一样, 算出为 P (ξ=-1)=P (η=-1)=3/8 P (ξ=0)=P (η=-0)=2/8P (ξ=1)=P (η=1)=3/8 由对称性可知Eξ=Eη=0831831=⨯+⨯-. 081818181)(=+--=ξηE 因此cov (ξ,η)=E (ξη)-E (ξ)E (η)=0 则ρ=0而P (ξ=0,η=0)=0≠P {ξ=0}P {η=0}=1/16因此ξ与η不独立. 这是一个随机变量间不相关也不独立的例子.24. 两个随机变量ξ与η, 已知Dξ=25, Dη=36, ρξη=0.4, 计算D (ξ+η)与D (ξ-η). 解:374.065236252),cov(2)]()[()]([)(854.065236252),cov(2)]()[()]([)(2222=⨯⨯⨯-+=-+=-+=---==---=-=⨯⨯⨯++=++=++=-+-==+-+=+ξηξηρηξηξηξηξηηξξηξηξηξρηξηξηξηξηηξξηξηξηξD D D D D D E E E E E D D D D D D D E E E E E D《概率论与数理统计》复习资料一、填空题(15分)题型一:概率分布的考察 【相关公式】(P379)【相关例题】 1、设(,)XU a b ,()2E X =,1()3D Z =,则求a ,b 的值。
3-1 以速度0v 前进的炮车,向后发射一炮弹,已知炮车的仰角为θ,炮弹和炮车的质习题3-1图量分别为m 和M ,炮弹相对炮车的出口速率为v ,如图所示。
求炮车的反冲速率是多大?[解] 以大地为参照系,取炮弹与炮弹组成的系统为研究对象,系统水平方向的动量守恒。
由图可知炮弹相对于地面的速度的水平分量为v v '-θcos ,根据动量守恒定律()()v M v v m v m M '-'-=+-θcos 0所以 ()mM mv v m M v +++='θcos 0此即为炮车的反冲速率。
3-2 质量为M 的平板车,在水平地面上无摩擦地运动。
若有N 个人,质量均为m ,站在车上。
开始时车以速度0v 向右运动,后来人相对于车以速度u 向左快跑。
试证明:(1)N 个人一同跳离车以后,车速为NmM Nmuv v ++=0(2)车上N 个人均以相对于车的速度u 向左相继跳离,N 个人均跳离后,车速为()mM mum N M mu Nm M mu v v +++-++++=' 10[证明] (1) 取车和人组成的系统为研究对象,以地面为参照系,系统的水平方向的动量守恒。
人相对于地面的速度为u v -,则()()Mv u v Nm v Nm M +-=+0所以 NmM Nmuv v ++=0(2) 设第1-x 个人跳离车后,车的速度为1-x v ,第x 个人跳离车后,车的速度为x v ,根据动量守恒定律得()[]()()[]x x 1x 1v m x N M u v m v m x N M -++-=+-+-所以 ()Mm x N muv v ++-+=-11x x此即车速的递推关系式,取N x ,,2,1 =得Mm muv v ++=-1N NMm muv v ++=--22N 1N……………………()M m N muv v +-+=112 MNm muv v ++=01将上面所有的式子相加得()Mm muM m mu M m N mu M Nm mu v v ++++++-+++=210N 此即为第N 个人跳离车后的速度,即()mM mum N M mu Nm M mu v v +++-++++=' 103-3 质量为m =0.002kg 的弹丸,其出口速率为300m ,设弹丸在枪筒中前进所受到的合力800400x F -=。
高中化学选修三第三章晶体结构与性质一、晶体常识1、晶体与非晶体比较自范性:晶体的适宜的条件下能自发的呈现封闭的,规则的多面体外形。
对称性:晶面、顶点、晶棱等有规律的重复各向异性:沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,因此导致的在不同方向的物理化学特性也不尽相同。
2、获得晶体的三条途径①熔融态物质凝固。
②气态物质冷却不经液态直接凝固(凝华)。
③溶质从溶液中析出。
3、晶胞晶胞是描述晶体结构的基本单元。
晶胞在晶体中的排列呈“无隙并置”。
4、晶胞中微粒数的计算方法——均摊法某粒子为n个晶胞所共有,则该粒子有1/n属于这个晶胞。
中学常见的晶胞为立方晶胞。
立方晶胞中微粒数的计算方法如下:①晶胞顶角粒子为8个晶胞共用,每个晶胞占1/8②晶胞棱上粒子为4个晶胞共用,每个晶胞占1/4③晶胞面上粒子为2个晶胞共用,每个晶胞占1/2④晶胞内部粒子为1个晶胞独自占有,即为1注意:在使用“均摊法”计算晶胞中粒子个数时要注意晶胞的形状。
二、构成物质的四种晶体1、四种晶体的比较(1)不同类型晶体的熔、沸点高低一般规律:原子晶体>离子晶体>分子晶体。
金属晶体的熔、沸点差别很大,如钨、铂等熔、沸点很高,汞、铯等熔、沸点很低。
(2)原子晶体由共价键形成的原子晶体中,原子半径小的键长短,键能大,晶体的熔、沸点高。
如熔点:金刚石>碳化硅>硅(3)离子晶体一般地说,阴阳离子的电荷数越多,离子半径越小,则离子间的作用力就越强,相应的晶格能大,其晶体的熔、沸点就越高。
晶格能:1mol气态阳离子和1mol气态阴离子结合生成1mol离子晶体释放出的能量。
(4)分子晶体①分子间作用力越大,物质熔、沸点越高;具有氢键的分子晶体熔、沸点反常的高。
②组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高。
③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近),分子的极性越大,熔、沸点越高。
④同分异构体,支链越多,熔、沸点越低。
(5)金属晶体金属离子半径越小,离子电荷数越多,其金属键越强,金属熔、沸点就越高。
概率论课后习题答案第三章第三章概率论课后习题答案概率论是一门研究随机现象的数学学科,它在现代科学和工程领域中有着广泛的应用。
而习题则是巩固和加深对概率论知识的理解和应用的重要手段。
在第三章的习题中,我们将探讨一些与随机变量和概率分布相关的问题,并给出相应的答案和解析。
1. 设随机变量X服从参数为λ的指数分布,即X~Exp(λ),其概率密度函数为f(x) = λe^(-λx),x≥0。
求以下概率:(a) P(X > 2)(b) P(X ≤ 1)(c) P(1 ≤ X ≤ 3)答案:(a) P(X > 2) = ∫[2,∞] λe^(-λx) dx = e^(-2λ)(b) P(X ≤ 1) = ∫[0,1] λe^(-λx) dx = 1 - e^(-λ)(c) P(1 ≤ X ≤ 3) = ∫[1,3] λe^(-λx) dx = e^(-λ) - e^(-3λ)解析:根据指数分布的性质,我们可以利用概率密度函数求解概率。
对于(a),我们计算X大于2的概率,即求解X在区间[2,∞]上的概率密度函数的积分。
对于(b),我们计算X小于等于1的概率,即求解X在区间[0,1]上的概率密度函数的积分。
对于(c),我们计算X在1到3之间的概率,即求解X在区间[1,3]上的概率密度函数的积分。
2. 设随机变量X服从参数为μ和σ^2的正态分布,即X~N(μ,σ^2),其概率密度函数为f(x) = (1/(σ√(2π))) * e^(-(x-μ)^2/(2σ^2)),-∞<x<∞。
求以下概率:(a) P(X > μ)(b) P(X ≤ μ)(c) P(μ-σ ≤ X ≤ μ+σ)答案:(a) P(X > μ) = 1 - P(X ≤μ) = 1 - 0.5 = 0.5(b) P(X ≤ μ) = 0.5(c) P(μ-σ ≤ X ≤ μ+σ) = P(X ≤ μ+σ) - P(X ≤ μ-σ) = 0.6827 - 0.3173 =0.3654解析:对于正态分布,我们可以利用概率密度函数求解概率。
第三章思考题6、解:(1)11.023-⋅⋅==L mol c c O H NH H Cl等体积混合,两溶液完全反应,所得溶液为NH 4Cl 溶液,11.04-⋅=L mol c Cl NH∵1051410685107611001---⨯=⨯⨯==...K K K b wa θθθ500>θa K c ∴+H c Cl NHb w Cl NH ac K K c K 44θθθ===)105.710.01076.1100.116514----⋅⨯=⨯⨯⨯L mol ( pH=-12.5)105.7lg(lg 6=⨯-=-+H c(2)两溶液按2:1体积比混合后,所得溶液为NH 4Cl 与HCl 的混合溶液。
HCl 的存在抑制了NH 4Cl 的水解,因此其水解可忽略。
10670320-⋅==+L mol ..c H pH=-1710670..lg c lg H =-=+(3)两溶液按1:2体积比混合后,所得溶液为NH 3·H 2O-NH 4Cl 的缓冲溶液。
10670320-⋅==L mol ..c 碱 10670320-⋅==L mol ..c 共轭轭 -OH c 1551081067006701081---⋅⨯=⨯⨯==L mol ....c c K b共轭酸碱θpOH=-75410815..lg c lg O H =⨯-=-- pH=9.25习题2、解:(1)pH=1.00 ,1100-⋅=+L mol .c H ;pH=2.00 ,10100-⋅=+L mol .c H等体积混合:1055020100100-⋅=+=+L mol ...c HpH=-2610550.).lg(c lg H =-=+(2)pH=2.00 ,10100-⋅=+L mol .c H ;pH=13.00 ,1100-⋅=-L mol .c O H等体积混合:100500-⋅=+L mol .c H 10500-⋅=-L mol .c O H 二者中和后:10450005000500-⋅=-=-L mol ...c O HpOH=-3510450.).lg(c lg O H =-=- pH=12.655、解:pH=9.00 191001--⋅⨯=+L mol .c H 151001--⋅⨯=-L mol .c O H 缓冲溶液:-OH c 共轭酸碱c c K bθ= 共轭酸c (10)01081100155⨯⨯=⨯-- 11804-⋅==L mol .c c Cl N H 共轭酸)g (...M V c m Cl N H Cl N H 69553118044=⨯⨯=⨯⨯=6、解:17401136100-⋅==L mol .c NaAc130780110136--⋅=⨯⨯=L mol .c HAc+H c 共轭碱酸c c K aθ=+H c 165109174007801081---⋅⨯=⨯⨯=L mol .... pH=-72510916.).lg(c lg H =⨯-=-+ 通入氯化氢:NaAc + HCl =HAc +NaCl117801000780-⋅=+=L mol ...c H A c 1640100740-⋅=-=L mol ...c N aA c +H c 165100564017801081---⋅⨯=⨯⨯==L mol ....c c K a共轭碱酸pH=-305100156.).lg(c lg H =⨯-=-+420725305...pH -=-=∆7、解:(1)∵1051410685107611001---⨯=⨯⨯==...K K K b wa θθθ500>θa K c ∴+H c c K K c K b w a θθθ===)104.2010.01076.1100.116514----⋅⨯=⨯⨯⨯L mol ( pH=-62.5)105.7lg(lg 6=⨯-=-+H c(2)∵51014106110261001---⨯=⨯⨯==...K K K a wb θθθ500>θb K c ∴-OH c c K K c K a w b θθθ===)L mol (1)31014103110010261001----⋅⨯=⨯⨯⨯( pOH=2.89,pH=11.119、解:(1)纯水中)L mol (..K s sp133931011410254---⋅⨯=⨯==θ (2)设CaF 2 在 121001--⋅⨯L mol .NaF 溶液中的溶解度为1-⋅L xmol2CaF -++F Ca 22平衡浓度 x 1.0×10-2+2x922102521001--⨯=+⨯.)x .(x同离子效应致CaF 2 的溶解度更小,∴22100121001--⨯≈+⨯.x .92210251001--⨯=⨯⨯.x ).( 151025--⋅⨯=L mol .x(3)设CaF 2 在 121001--⋅⨯L mol .CaCl 2溶液中的溶解度为1-⋅L ymol2CaF -++F Ca 22平衡浓度 1.0×10-2+y 2y922102521001--⨯=+⨯.)y )(y .(同离子效应致CaF 2 的溶解度更小,∴2210011001--⨯≈+⨯.y .922102521001--⨯=⨯⨯.)y (. 141063--⋅⨯=L mol .y12、解:(1)1331001151010512---⋅⨯=⨯⨯=+L mol ..c Mn105015515023-⋅⋅=⨯=L mol ...c O H NH∵500>θbK c ∴-OHc 1751009050108123---⋅⋅⨯=⨯⨯==L mol ...c K O H NH b θ >⨯=⨯⨯⨯=⨯=----+107321009100910012...)c c (c c J OH Mn θθ2)O H (spM n K θ∴有2)OH (Mn 沉淀生成。
(2)105023-⋅⋅=Lmol .c O H N H125015100013249502424-⋅=⨯=-L mol ..c SO )NH(15004-⋅=+L mol .c NH-OH c 16510815000501081---⋅⨯=⨯⨯==L mol ....c c K b共轭酸碱θ <⨯=⨯⨯⨯=⨯=----+156321023108110012...)c c (c c J OH Mn θθ2)O H (spM n K θ∴无2)OH (Mn 沉淀生成。
13、解:生成BaSO 4沉淀需: 191011008110010*******---⋅⨯=⨯==+-L mol ...c K c Ba spBaSO SO θ生成Ag 2SO 4沉淀需: 1325221021100102014224---⋅⨯=⨯==+-L mol .).(.)c (K c Ag SO spAg SO θ ∵212424--<SO SO c c ∴ 先析出BaSO 4沉淀(2)当+Ag 开始沉淀时,3102124-⨯=-.c SO 1-⋅L mol此时溶液中:5310101021100812442---<⨯⨯==-+..c K c SO spBaSO Ba θ1-⋅L mol ∴ +2Ba 已被沉淀完全,故可采用题中方法分离。
14、解:欲除去Fe 3+,即使Fe 3+沉淀完全,但Mg 2+又不生成沉淀。
欲使+3Fe沉淀完全,沉淀后溶液中剩余+3Fe c ≤1510--⋅L mol ,此时 :3)(33+-=Fe OH spFe OH c K c θ)L mol ( (11235)3910561000110792----⋅⨯=⨯⨯=pOH=11.19,pH=2.81欲不生成Mg(OH)2沉淀,≤J 222-+⨯=OH Mg )OH (spMg c c K θ)L mol (...c K c Mg )OH (spMg OH 161210571001061522---⋅⨯=⨯=≤+-θpOH=5.12,pH=8.88∴ 欲达题中目的,应控制2.81<pH<8.8815、解:(1) 生成Pb(OH)2沉淀需:)L mol (...c K c Pb )OH (spPb OH 17215102210031043122----⋅⨯=⨯⨯=≥+-θ 生成Cr(OH)3沉淀需:333+-≥Cr )OH (spCr OH c K c θ)L mol ( (1)103231102310021036----⋅⨯=⨯⨯=∴ Cr(OH)3先沉淀。
(2)要达到分离的目的,应满足Cr 3+沉淀完全,而Pb 2+还没沉淀。
Cr(OH)3沉淀完全时:333+-=Cr )OH (spCr OH c K c θ)L mol ( (1)93531100410011036----⋅⨯=⨯⨯=pOH=8.40,pH=5.60 生成Pb(OH)2沉淀需:)L mol (...c K c Pb )OH (spPb OH 17215102210031043122----⋅⨯=⨯⨯=≥+-θpOH=6.66,pH=7.34∴ 欲达题中目的,应控制pH 在5.60~7.3418、解:SH Cu22++C u S ↓ + 2H +初浓度 0.10 0.10 平衡浓度 x 0.10 0.10+2(0.10-x)1536202122102210361041222222⨯=⨯⨯=⨯=⨯⨯=⨯=----+-++-+...K K K c c c c c c c c K spCuS a a S S SH Cu HSH Cu Hθθθ∴ 1510221002300⨯=⨯-..x x. θK 很大,3002300.x .≈-1161014--⋅⨯=L mol .x)g (....M V c m Cu Cu 15161062556310010142--⨯=⨯⨯⨯=⨯⨯=+。