概率第一章 随机事件及其概率§1.1 随机事件习题1. (1) {1,2,3,4,5,6,Ω= ;(2) AB={2,4}; {1,2,3,4,6,8};A B ⋃= {1,3,5,7};B = {1,3};A B -= {1,2,3,4,5,7,8};BC = {1,5,7}B C ⋃=. 2. (1) 123A A A (2) 123A A A ⋃⋃ (3) 123123123A A A A A A A A A ⋃⋃ (4) 123123123123122313A A A A A A A A A A A A A A A A A A ⋃⋃⋃⋃⋃或 (5) 123123123123122313A A A A A A A A A A A A A A A A A A ⋃⋃⋃⋃⋃或 3. (1)(2)(3)(4)4. 解: (1) C AB AB =+, D A B =⋃, F A B =(2) 不是, ,,.C F C F F C φ=≠Ω≠ 虽但即§1.2 概率习题 1. 解: ()()()()0.50.60.8P A B P A P B P A B =+-⋃=+-= ()()1()10.80.2;P A B P A B P A B =⋃=-⋃=-= ()()1()10.30.7.P A B P A BP A B ⋃==-=-= 2. 解: 设A={小王能答出甲类问题}, B={小王能答出乙类问题},则P(A)=0.7, P(B)=0.4, P(AB)=0.3(1) ()()()0.70.30.4;P AB P A P AB =-=-=(2) ()()()()0.70.40.30.8;P A B P A P B P AB ⋃=+-=+-= (3) ()()1()10.80.2.P AB P A B P A B =⋃=-⋃=-=3. 解: ()0.8P A =, ()()0.8P A B P B == ()()0.2P A B P A == ()()0,P A B P φ-== ()()()()0.6.P A B P B A P B P A =-=-= 4. 解: 设A,B,C 分别表示订甲、乙、丙报纸,则P(A)=P(B)=P(C)=0.3, P(AB)=0.1,P(BC)=P(AC)= P(ABC)=0. 故所求为()()()()()()()()0.30.30.30.10.8.P A B C P A P B P C P AB P BC P AC P ABC ⋃⋃=++---+=++-=5. 解: 当A B ⊂时, P(AB)取最大值, 最大值为0.6;由加法公式()()()()1.3P A B P A P B P A BP A B=+-⋃=-⋃故当A B ⋃=Ω时, P(AB)取最小值,最小值为0.3.6.解: (1)(2)(3)()()()()()P AB P A P A B P A P B ⋃+≤≤≤,当A B ⊂时,(1)式子等号成立, 当B A ⊂时,(2)式子等号成立, 当AB φ=时,(3)式子等号成立. §1.3 古典概率 1. 解: 所求概率为15995910C P P =⨯. 2. 解: 所求概率为111756312C C C P P=.3. 解: (1) 设A={前两个邮筒各有一封信}, B={第二个邮筒恰好被投入一封信},则11123222()1/8;()3/8.44C C C P A P B ====4. 解: 设A={能被3整除的数}, B={能被5整除的数},则m A =33 , m B =20, 6,3320647,AB A B m m ⋃==+-=故所求概率为 47()0.47.100P A B ⋃==5. 解: 所求概率为23122312823535510()0.5.C C C C C C C P C ++==§1.4 乘法公式与全概率公式1. 解: A={雇员有本科文凭},B={雇员是管理人员},(1) ()0.08(|)0.1()0.8P AB P B A P A ===,(2) ()()()0.04(|)0.2()1()0.2P AB P B P AB P B A P A P A -====-.2. 解: {}{}(1,2)i i A i A i i ===第次取得白球,第次取得黑球. (1) 12121455()()(|);9818P A A P A P A A ==⨯=12121212121211(2)()()()()(|)(|)()54455;98989P A A A A P A A P A A P A P A A P A A P A +=+=+=⨯+⨯=(3) 212112154455()()(|)()(|).98989P A P A P A A P A P A A =+=⨯+⨯=.3. 解: 设A,B,C 分别表示甲、乙、丙抽到难签,则 P{甲乙都抽到难签}432()()(|);10915P A B P A P B A ===⨯= P{甲没抽到,乙抽到难签}644()()(|);10915P A B P A P B A ===⨯= P{甲乙丙都抽到难签}4321()()(|)(|).109830P A B C P A P B A P C A B ===⨯⨯=4. 解:设A 表示任意取出的零件是合格品,B i 表示取出第i 台车床加工的零件(i=1,2),则(1)由全概率公式得112221()()(|)()(|)0.970.980.973;33P A P B P A B P B P A B =+=⨯+⨯=(2) 由贝叶斯公式得 22210.02()(|)3(|)0.25.()10.973P B P A B P B A P A ⨯===- 5. 解:设A 表示从乙袋取出一个红球,B 表示从甲袋取出一个红球放入乙袋,则 (1)由全概率公式得13227()()(|)()(|);343412P A P B P A B P B P A B =+=⨯+⨯=(2) 由贝叶斯公式得 22()(|)434(|).7()712P B P A B P B A P A ⨯=== 6. 解:设A 表示任意取出一个元件,其使用寿命达到指定要求;123,,B B B 分别表示取出甲、乙、丙类元件,则由全概率公式得112233()()(|)()(|)()(|)0.80.90.120.80.080.70.872.P A P B P A B P B P A B P B P A B =++=⨯+⨯+⨯=§1.5 事件的独立性1. 解: 设A 和B 分别表示甲和乙击中目标,则A 和B 相互独立,设C 表示目标被击中,D 表示恰有一人击中目标.则所求概率为(1)()()()()()()0.90.850.90.850.985;P C P A B P A P B P A P B ==+-=+-⨯= ()()1()1()()10.10.150.985;P C P A B P A B P A P B ==-=-=-⨯=或 (2)()()()()()()0.90.150.10.850.22.P D P AB AB P A P B P A P B =+=+=⨯+⨯=2. 解:设A 表示3只全是白球;B 表示3只颜色全相同; C 表示3只颜色全不相同.则所求概率为 (1) 66627();101010125P A =⨯⨯=(2) 33363161()()()()0.244;101010250P B =++== (3) 63127()3!0.108.101010250P C =⨯⨯⨯==3. 解:设A 表示在一小时内三台车床中最多有一台需要工人照管,B i 表示第i 台车床在一小时内不需要工人照管(i=1,2,3),则123,,B B B 相互独立,且123()0.9,()0.8,()0.7.P B P B P B ===所求概率为123123123123123123123123()()()()()()()()()()()()()()0.90.80.70.10.80.70.90.20.70.90.80.30.902.P A P B B B B B B B B B B B B P B P B P B P B P B P B P B P B P B P B P B P B =+++=+++=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=4. 解: 设A,B,C 分别表示甲、乙、丙译出密码,则A,B,C 相互独立. 设D 表示密码能被译出, 则所求概率为234()()1()1()()()10.6.345P D P A B C P A B C P A P B P C ==-=-=-⨯⨯=()()()()()()()()()()()()()()1111111111110.6.345344535345P D P A B C P A P B P C P A P B P B P C P A P C P A P B P C ==++---+=++-⨯-⨯-⨯+⨯⨯= 或5.(1) 证明:由条件可得, P(AC)=P(A)P(C), P(BC)=P(B)P(C), AB φ=, 则{()}()()()P A B C P AC BC P AC P BC ⋃=+=+=()()()()[()()]()()()P A P C P B P C P A P B P C P A B P C +=+=⋃(2) 证明:由已知得 ()()(|)(|)()()P AB P AB P A B P A B P B P B ===,则()()(),()1()P AB P A P AB P B P B -=-化简整理得, ()()(),P AB P A P B =即事件A 与B 独立.6. 解: 设A,B,C 分别表示甲、乙、丙击中飞机,D 表示飞机被击落,则A,B,C 相互独立,且()0.4,()0.5,()0.7.P A P B P C ===设A i 表示有i 人击中飞机(i =1,2,3),则123(|)0.2,(|)0.6,(|) 1.P D A P D A P D A === 1()()()()()()()()()()()0.40.50.30.60.50.30.60.50.70.36.P A P AB C AB C AB C P A P B P C P A P B P C P A P B P C =++=++=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯= 2()()()()()()()()()()()0.40.50.30.40.50.70.60.50.70.41.P A P AB C AB C AB C P A P B P C P A P B P C P A P B P C =++=++=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯= 3()()()()()0.40.50.70.14.P A P AB C P A P B P C ===⨯⨯=则由全概率公式得,飞机被击落的概率为112233()()(|)()(|)()(|)0.360.20.410.60.1410.458.P D P A P D A P A P D A P A P D A =++=⨯+⨯+⨯=第一章 复习题一. 单选1. D2. A3. B4. C5. B6. D7. A8. B9. C 10. A. 二. 填空1. 0.9,2. 11(1)n p --, 3. 0.8, 4. 7/8, 5. 1/6, 6. 1/3, 7. 13/18, 1/2, 8. 0.863, 0.435, 9. 0.06, 10. 0.75. 三.计算与证明 1. 解: 6106610!()10104!P P A ==, 6668()0.810P B ==. 2. 解:(1)4134411111(12)C P +=-=0.0372;(2)4124412!110.4271;12128!P P =-=-=(3)4132234444444666610.1004;0.1004.77C C C C P P +++=-===或3.解: ,0()()0,()0.ABC AB P ABC P AB P ABC ⊂∴≤≤=∴=则A ,B ,C 至少发生一个的概率为()()()()()()()()111115000.625.44416168P A B C P A P B P C P AB P BC P AC P ABC =++---+=++---+==A ,B ,C 全不发生的概率为3()()1()0.375.8P A B C P A B C P A B C =⋃⋃=-⋃⋃==4.解:设A 表示任意取出一个产品是次品,123,,B B B 分别表示取出一、二、三车间生产的产品,则 (1)由全概率公式得112233()()(|)()(|)()(|)0.450.050.350.040.20.020.0405;P A P B P A B P B P A B P B P A B =++=⨯+⨯+⨯=(2) 由贝叶斯公式得 111()(|)0.450.05(|)0.556.()0.0405P B P A B P B A P A ⨯===5.解:设12,A A 分别表示第一、第二次取出的零件是一等品,12,B B 分别表示取出第一、第二箱中的零件,则 (1)由全概率公式得1111212()()(|)()(|)0.50.20.50.60.4;P A P B P A B P B P A B =+=⨯+⨯=21121122122111()()(|)()(|)(2)(|)()()11091817()2504930290.4856.0.4P A A P B P A A B P B P A A B P A A P A P A +==⨯⨯+⨯==6.证明:{()}()()()()P A B C P AC BC P AC P BC P ABC ⋃=⋃=+- =()()()()()()()P A P C P B P C P A P B P C +- =(()()())()()()P A P B P AB P C P A B P C =+-=⋃ 故 A B ⋃与C 独立.第二章 随机变量及其分布§2.1 随机变量的概念与离散型随机变量习题 1. 解: 1112(1)121,.993θθθθ+-++-=∴=±又因为≤0)1(2θθ-1≤ , 所以 13θ=.2. 解:设X 表示任取3次,取到的不合格品数,则1)有放回 33()0.20.8,0,1,2,3.k k kP X k C k -===即X 的分布律为 X 0 1 2 3P12564125481251212512)无放回 328310(),3,4,5.kkC C P X k k C-===即X 的分布律为 X 0 1 2 P 1571571513. 解:X 的概率分布为X 3 4 5P 0.1 0.3 0.64. 解:设X 表示直至取到白球为止,取球的次数,则其概率分布为X 1 2 3 4P521031531015. 解:由全概率公式得42(2)()(2|)111113().423448k P Y P Xk P Y X k =======⨯++=∑§2.2 0-1分布和二项分布习题1. 解:设A 表示“10件中至少有两件一级品”,则P (A )=1()P A -=1=--6.04.04.0911010C 0.9983.2. 解: X 0 1 2 3 4 5P 54.0 6.04.0415C 23256.04.0C 32356.04.0C 4456.40.0C 56.00.01024 0.0768 0.2304 0.3456 0.2592 0.077763. 解:设A 表示“4个灯泡中至少有3个能使用1500小时以上”,则P (A )=3.07.0334C +4447.0C =0.65174. 解:1)设A 表示“恰有3粒种子发芽”,则003764768.002.098.0)(2335==C A P2)设B 表示“至少有4粒种子发芽”,则=+=544598.002.098.0)(C B P 0.996§2.3 泊松分布习题1. 解:设A 表示“一页上至多有一个印刷错误”,则10.20.20.20.2()(1)(0)(1)0.9820!1!P A P X P X P X ee--=≤==+==+=2.解:1)设X 表示5分钟内接到的电话个数,则0,1,2,X =22(),0,1,2,3,4,5,6.!kP X k e k k -===2)设A 表示“5分钟内至多接到3个电话”,则3()(3)k P A P X ==≤=∑2!2-ek k=0.8571或4()(3)1(4)1k P A P X P X +∞==≤=-≥=-∑2!2-ek k=(查表)1-0.1429=0.85713.解:1)设A 表示“中午12时至下午3时没有急症病人”, 则~(1.5),X π1.51.5()(0)0.223.0!P A P X e-====2)设B 表示“中午12时至下午5时至少有2个急症病人”,则~(2.5),X π12.52.5()(2)1(0)(1)2.5 2.510.7127.0!1!P B P X P X P X ee--=≥=-=-==--=§2.4 随机变量的分布函数习题1. 解:1)⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧≥<≤<≤<=2,121,2110,310,0)(x x x x x F312)()(0)(1),221(14)(2),22(14)(1)(2).3P X P X P X P X P X P X P X P X ≤==+==<≤===≤≤==+==2. 解:X 0 1 2 3 4 5P 54.0 6.04.0415C 23256.04.0C 32356.04.0C 4456.40.0C 56.00.01024 0.0768 0.2304 0.3456 0.2592 0.07776⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧≥<≤≤<≤<≤<≤<=515492.04366.03223.021086.01001.000)(x x x x x x x x F <3. 解:X 的分布律为 X -1 0 2 4 P 0.2 0.4 0.3 0.1 §2.5 连续型随机变量习题 1. 解:1)⎰⎰=⇒=⇒=101231,1)(c dx cx dx x f2)30,0(),011,1x F x x x x <⎧⎪=≤<⎨⎪≥⎩3)647)41()21()2141(=-=≤≤F F x P22219()1()1().33327P X P X F >=-≤=-= 2. 解:1)连续型随机变量的分布函数左连续,则00012l i m ()(0),l i m ()(1),l i m ()(2),10,1,2211,210,,2.2x x x F x F F x F F x F A B C C A B C ---→→→=====----====解得2),01()()2,120,x x f x F x x x <<⎧⎪'==-≤<⎨⎪⎩其它3)2111117P ()1P ()1F()1().222228X X >=-≤=-=-= 3. 解:1)12011()2,~(3,),44P A xdx Y B ==⎰则 Y 的概率分布为 Y 0 1 2 3 P642764276496412)设B 表示“对X 的三次独立重复观测中事件A 至多出现两次”,则3163()1()1(3)1().464P B P B P Y =-=-==-= 4.设最高洪水位为X,河堤至少要修c 单位高,由题意得:32()1()10.0110.c P X c P X c dx c x>=-≤=-≤⇒≥⎰§2.6 均匀分布和指数分布习题 1. 解:5312(3),33P X dx >==⎰设A 表示“3次独立观测中至少有两次观测值大于3”,则223321220()()().33327P A C =+=2. 解:有实根的条件:2(4)44(2)01K 2,K K K -⨯⨯+≥⇒≤-≥或所求概率为 3P (K 2.5dx ≥=⎰521)=53. 解:1)33001,|1 3.33xxk k kedx ek +∞--+∞=-==⇒=⎰即2)23 4.561.5(1.52)3.xP x edx e e ---≤≤==-⎰4. 解:120060031(200)1,600x P X e dx e--≤==-⎰设A 表示“3只独立元件至少1只在最初200小时内出故障”,则13311)(1)(1)(---=-=-=eeA P A P .§2.7 正态分布习题1. :(1)(0.022.33)(2.33)(0.02)0.99010.50800.4821;P X <<=Φ-Φ=-=解( 1.850.04)(0.04)( 1.85)(0.04)[1(1.85)](0.04)(1.85)10.5160.967810.4838.P X -<<=Φ-Φ-=Φ--Φ=Φ+Φ-=+-= 2. 解:101)(716)(12)(2)(1)3(2)(1)10.97720.841310.8185;X P X P -<<=-<<=Φ-Φ-=Φ+Φ-=+-=10222)(102)()2()120.748610.4972;333x P x P --<=<=Φ-=⨯-=103)()0.9()0.9,(1.28)0.9,3101.28,13.84.3P X αααα-<=⇒Φ=Φ≈-==反查表得 故得3. 解:设X 表示螺栓长度,则:10.05(10.050.12)(2)2(2)120.977210.9544.0.06X P X P --<=<=Φ-=⨯-=4. 解:30(30)()2(1.5)10.8664,2020X P X P ≤=≤=Φ-=设A 表示“三次测量中至少有一次误差的绝对值不超过30cm ”3()1()1(0.1336)0.9976.P A P A =-=-=§2.8 随机变量函数的分布习题1. 解:1)Y -3 2 5 6 P1611641671642) Z 1 2 3 4 9 P1621641651641612. 解: 3110≤≤⇒≤≤y x , 当31≤≤y 时,12011()()(21)(),221()();2y Y Y Y y y F y P Y y P X y P X dx f y F y ---=≤=+≤=≤=='==⎰;当13,y y ≤≥或时Y 的密度函数为零.故Y 的密度函数为1,13()20,Y y f y ⎧≤≤⎪=⎨⎪⎩其它22222()2()22()()()(),,()(),.Y X yy yY Y X Y F y P Y y P y P X y dx y R Y f y F y y R μσμσμσμσμσμσσ--+-∞+----=≤=≤=≤+=∈'==⋅=∈⎰3.解:因为的分布函数为所以的密度函数为第二章 随机变量及其分布复习题 一 选择题1. B2. B3. C4. D5. C 二 填空题 1.22(),0,1,2,;!kP X k e k k -=== 0.592.27193. ,1,21π==B A2111,,21x R xπ∈+4.,65,61 分布律:X -1 1 2P 616221三 解答题1. 解: X 的分布律为 X 1 2 3 4 P643764196476412. 解: X 的分布律为 1(),1,2,3,.k P X k q p k -=== 3. 解:设X 表示两次调整之间生产的合格品数,则X 的分布律为1()(1),0,1,2,.k P X k p p k -==-=4. 解: X 的概率分布为55()0.250.75,0,1,2,3,4,5.k k kP X k C k -===设A 表示“5道选择题至少答对两题”,则()1(0)(1)0.3672.P A P X P X =-=-==5. 解:1)一天中必须有油船转走意味着“X .>3”242(3)0.143;!kk P X ek ∞-=>==∑(查泊松分布表)2) 设设备增加到一天能为y 艘油船服务,才能使到达港口的90%的油船可以得到服务.则21212()0.910.9!20.1,15 4.!kk y kk y P X y ek ey y k ∞-=+∞-=+≤≥⇒-≥⇒≤+≥⇒≥∑∑反查泊松分布表得6. 解:21)()()31()31(3131=+=+⇒>=<⎰⎰∞dx b ax dx b ax X P X P47,23=-=⇒b a7.170170170:1)()0.01()()0.99666170(2.33)0.99 2.33184.6X h h P X h P h h ---≥<⇒<=Φ≥-Φ≈⇒≥⇒≥解查表得2)(182)P X ≥=1821701()1(2)0.02,6--Φ=-Φ≈设A 表示“100个男子中与车门碰头人数不多于2个”676.002.098.002.098.098.0)(2982100991100100=++=C C A P .8. 解:(1) X 的分布函数为 1,02()11,02xx e x F x e x -⎧-∞<≤⎪⎪=⎨⎪-<<+∞⎪⎩011(2)(1)(0)2211(1)(0),22xxP Y P X e dx P Y P X e dx ∞--∞==>===-=≤==⎰⎰故Y 的概率分布律为 Y -1 1 P 1/2 1/2Y 的分布函数为 0,11(),1121,1Y y F y y y <-⎧⎪⎪=-≤<⎨⎪≥⎪⎩第3章 多维随机变量及其分布习题参考答案3.1 二维离散型随机变量习题答案 1. 解:()1 在有放回抽样情形下(),X Y 的可能取值为()()()()0,0,0,1,1,01,1,则(),X Y 的联合分布律为()1110,05525P X Y ===⨯=,()1440,15525P X Y ===⨯= ()4141,05525P X Y ===⨯=,()44161,15525P X Y ===⨯=即(),X Y 的联合分布律为:()2 在不放回抽样的情形下(),X Y 的可能取值为()()()0,1,1,01,1,则(),X Y 的联合分布律为 ()1410,1545P X Y ===⨯=,()4111,0545P X Y ===⨯= ()4331,1545P X Y ===⨯= 即(),X Y 的联合分布律为:2. 解:()1 由(),X Y 的联合分布律的性质:111ij i j p +∞+∞===∑∑可知0.070.180.150.080a +++++=,0.32a =得 ()()()()(2)0,11,11,0P X Y P X Y P X Y P X Y >===-+==-+==0.070.080.=++0.47=()3X 的可能取值为0,1,则(),X Y 关于X 的边缘分布律为00.070.180.150.40p =++= ,10.080.320.200.60p =++= 即Y 的可能取值为1-,0,1,则(),X Y 关于Y 的边缘分布律为10.070.080.15p -=+= ,00.180.320.50p =+= ,10.150.200.35p =+=即()4X 与Y 不独立. 因为()()()0,10.07010.400.150.06P X Y P X P Y ==-=≠==-=⨯=,由定理3.1可知X 与Y 不独立.3. 解:由题意知,()2,0.2X B ,()2,0.5Y B ,则由X 与Y 独立可知 ()()(),P X i Y j PX i P Y j=====()()()()22220.20.80.50.5iijjijC C --=,,0,1,2i j =.即(),X Y 的联合分布律为4. 解:关于X 的边缘分布律为关于Y 的边缘分布律为X Y ()()()()()()1111,2129391111,31318318P X Y P X P Y a P X Y P X P Y b ⎧⎛⎫=======⋅+ ⎪⎪⎪⎝⎭⎨⎛⎫⎪=======⋅+ ⎪⎪⎝⎭⎩ 所以 29a =,19b =.3.2 二维连续型随机变量习题答案1. 解:()1 由二维联合分布函数的性质得:()()()()(),arctan 02,arctan 02,122F x A B x C F y A B C y F A B C ππππ⎧⎛⎫-∞=+-= ⎪⎪⎝⎭⎪⎪⎛⎫-∞=-+=⎨ ⎪⎝⎭⎪⎪⎛⎫⎛⎫+∞+∞=++=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎩解三个方程得212A B C ππ⎧=⎪⎪⎨⎪==⎪⎩. ()2 由二维联合密度函数的性质得:当,x y -∞<<+∞时,()()2,,F x y fx y x y∂=∂∂221111A xy ⎛⎫⎛⎫= ⎪⎪++⎝⎭⎝⎭()()222111x y π=++.()3 关于X 的边缘分布函数为 ()()(),l i m ,Xy F x F x Fx y→+∞=+∞=21a r c t a n 222x ππππ⎛⎫⎛⎫=++⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1a r c t a n 2x ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭, x -∞<<+∞关于Y 的边缘分布函数为()()()21,lim ,arctan 222Yx F y F y F x y y ππππ→+∞⎛⎫⎛⎫=+∞==++⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭1arctan 2y ππ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭, y -∞<<+∞2. 解:()1 由联合密度函数的规范性得: ()()3201,x y f x y dxdy kedxdy +∞+∞+∞+∞-+-∞-∞==⎰⎰⎰⎰,即3201xyk edx edy +∞+∞--=⎰⎰,由定积分的知识得:16k =,即6k =()2()()()320,6x y xx yP X Y fx y dxdy dx edy +∞+∞-+≤≤==⎰⎰⎰⎰3206xyxedx edy +∞+∞--=⎰⎰50335xedx +∞-==⎰.()3X 与Y 相互独立.关于X 的边缘密度函数为 ()()()3206,0,0,x y X e dy x f x f x y dy +∞-++∞-∞⎧>⎪==⎨⎪⎩⎰⎰其他33,00,x e x -⎧>=⎨⎩ 其他 关于Y 的边缘密度函数为 ()()()32206,02,0,0,0,x y y Y e dx y e y f y f x y dx +∞-+-+∞-∞⎧⎧>>⎪===⎨⎨⎩⎪⎩⎰⎰其他 其他 因为()()(),X Y f x y f x f y =对一切实数成立,所以X 与Y 相互独立. 3. 解:()1 由联合密度函数的规范性得:()1,f x y dxdy +∞+∞-∞-∞=⎰⎰122013A x x dxdy ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭⎰⎰1220013A x x dx dy ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭⎰⎰A =, 即 1A =.()2 关于X的边缘密度函数为 ()(),Xf x f x y d y+∞-∞=⎰2201,0130,x x dy x ⎧⎛⎫+≤≤⎪ ⎪=⎝⎭⎨⎪⎩⎰ 其他212,0130,x x x ⎧⎛⎫+≤≤⎪ ⎪=⎝⎭⎨⎪⎩其他 ()()2(3)2,x y P X Y fx y dxdy+<+<=⎰⎰1212320001522333336x x x dx dy x x x dx -⎛⎫⎛⎫=+=-++= ⎪⎪⎝⎭⎝⎭⎰⎰⎰ ()()(4),Y f y f x y dx +∞-∞=⎰1201,0230,x x dx y ⎧⎛⎫+≤≤⎪ ⎪=⎝⎭⎨⎪⎩⎰ 其他1,0220,y ⎧≤≤⎪=⎨⎪⎩ 其他 因为()()(),X Y f x y f x f y =对一切实数成立,所以X 与Y 相互独立.4. 解:由题意知X 与Y 的密度函数分别为()X f x 1,0220,x ⎧≤≤⎪=⎨⎪⎩其他 , ()Yf y 22,00,y e y -⎧>=⎨⎩ 其他()1 由于X 与Y 相互独立,则()()(),X Y f x y f x f y =2,02,00,y e x y -⎧≤≤>=⎨⎩ 其他()()()4222200013(2),1.24xyxy xe P Y Xf x y dxdy dx edy e dx ---≤+≤===-=⎰⎰⎰⎰⎰()()()422222003,2.4yyyy xe P Y Xf x y dxdy edy dx ey dy ---≤+≤===-=⎰⎰⎰⎰⎰或 3.6 两个随机变量函数的分布习题答案1. 解()11Z 为离散型随机变量,其可能的取值是2-,1-,0,1,2,则()()()14221,120P Z P X Y P X Y =-=+=-==-=-=()()()13111,020P Z P X Y P X Y =-=+=-==-==()()()()14001,11,120P Z P X Y P X Y P X Y ==+===-=+==-=()()()()16111,21,020P Z P X Y P X Y P X Y ==+===-=+===()()()12221,120P Z P X Y P X Y ==+===== ()()()11331,220P Z P X Y P X Y ==+=====即1Z 的分布律()22Z 为离散型随机变量,其可能的取值是2-,1-,0,1,2,则2Z 的分布律是()()()26221,220P Z P X Y P X Y =-==-==-==()()()()24111,11,120P Z P X Y P X Y P X Y =-==-==-=+==-=()()()()23001,01,020P Z P X Y P X Y P X Y =====-=+=== ()()()()26111,11,120P Z P X Y P X Y P X Y =====-=-+===()()()21221,220P Z P X Y P X Y =======即2Z 的分布律()33Z 为离散型随机变量,其可能的取值是1-,0,1,2,则(){}()()341m ax ,11,120P Z P X Y P X Y =-==-==-=-=(){}()()330m ax ,01,020P Z P X Y P X Y =====-==()()()()()311,11,11,01,1P Z P X Y P X Y P X Y P X Y ===-=+==-+==+== 620=(){}()()()372m ax ,21,21,220P Z P X Y P X Y P X Y =====-=+===即3Z 的分布律()44Z 为离散型随机变量,其可能的取值是1-,0,1,则4Z 的分布律是(){}()()()41min ,11,11,0P Z P X Y P X Y P X Y =-==-==-=-+==()()()171,11,21,120P X Y P X Y P X Y +=-=+=-=+==-=(){}()()40min ,01,00P Z P X Y P X Y =======(){}()()()431m in ,11,11,220P Z P X Y P X Y P X Y ======+===即4Z 的分布律2. ()1 C()2解:令ZX Y =+,则Z 的可能取值为2-,0,2,则Z 的分布律是()()()()()1221,1114P Z P X Y P X Y P X P Y =-=+=-==-=-==-=-=()()()()001,11,1P Z P X Y P X Y P X Y ==+===-=+==-()()()()111112P X P Y P X P Y ==-=+==-=()()()()()1221,1114P Z P X Y P X Y P X P Y ==+========即Z 的分布律3. 解:由题意知1X 与2X 的密度函数和分布函数分别为 ()X f x 1,010,x ≤≤⎧=⎨⎩ 其他 , ()X F x 0,0,011,1x x x x <⎧⎪=≤≤⎨⎪>⎩则Y 的分布函数为()Y F y ()()()()1212max ,,P Y y P X X y P X y X y =≤=≤=≤≤()()()()()12212X X X P X y P X y F y F y F y =≤≤==则Y 的密度函数为()()YYdF y f y dy=()()2X X f y F y =2,010,y y ≤≤⎧=⎨⎩ 其他则Z 的分布函数为()()()()12min ,Z F z P Z z P X X z =≤=≤()()121min ,P X X z =->()121,P X z X z =->>()()121P X z P X z =->>()()()()()()12211111X X X F z F z F z =---=--则Z 的密度函数为()()Z Z dF z f z dz=()()()21X X f z F z =-()21,010,z z -≤≤⎧⎪=⎨⎪⎩其他4. 解:由X 和Y 相互独立可知 ()()()()()33()33z x tz xz t Z X Y Y Y f z f x f z x dx ef z x dxef t dt-=+∞+∞----∞-∞=-=-=⎰⎰⎰令()1 当0z ≤时,()0Z f z =; ()2 当0z >时,()3323303266(1).zzz ttzt zzZ f z eedt ee dt ee -+---=⋅==-⎰⎰综上所述,Z 的密度函数为 ()Z f z ()236,00,z zee z --⎧->⎪=⎨⎪⎩ 其他第3章 多维随机变量及其分布复习题答案 1. 解:()1由X 和Y 相互独立可知()()(),P X i Y j P X i P Y j =====,i =1,2,3; 0j =,1,2.则X 和Y 的联合概率分布为()2()()313P X Y P X Y +≠=-+=()()()()11,22,13,0P X Y P X Y P X Y =-==+==+==111951124412248⎛⎫=-++=-=⎪⎝⎭. 2. 解:由二维联合概率分布律及其性质可知:0.40.11a b +++=,即0.5a b += ()*()00.4P X a ==+, ()1P Y =0.1a =+()()10,1P X Y P X Y +====()1,00.5P X Y a b +===+=则由随机事件{0}X =与{1}X Y +=相互独立可得:()()()01P X X Y =⋂+=()1P Y ==0.1a =+()()01P X P X Y ==+=()()()0.40.50.4a a b a =++=+,即 0.10.5(0.4a a +=+可得:0.2a =,再有()*式得:0.3b =.3. 解:由题意可知(),X Y 的可能取值为()0,0,()0,1,()1,0,()1,1, 则(),X Y 的联合分布律为()0,0P X Y ==()()P A B P A B ==⋃()1P A B =-⋃()()()()1P A P B P AB =-+-1111211461233⎛⎫=-+-=-= ⎪⎝⎭()0,1P X Y ==()()()P AB P B P AB ==-11161212=-=()()()()1,0P X Y P A B P A P AB ====- ()()11,112P X Y P A B ====4. 解:由题意知Y 的密度函数为(),00,y Y e y f y -⎧>=⎨⎩ 其他,()12,X X 的可能取值为()0,0,()0,1,()1,0,()1,1,则()12,X X 的联合分布律为()()120,01,2P X X P Y Y ===≤≤()1P Y =≤111y e dy e --==-⎰()()()120,11,20P X X P Y Y P φ===≤>== ()()()2121211,01,212y P X X P Y Y P Y e dy ee---===>≤=<≤==-⎰()()()21221,11,22y P X X P Y Y P Y e dy e+∞--===>>=>==⎰,即:5. 解:()1由题意记区域G 的面积为()A G ,则()()1216A G x x dx =-=⎰,所以()()()6,,,0,,x y G fx y x y G∈⎧⎪=⎨∉⎪⎩()2 关于X的边缘密度函数为()()22666,01,0,x x X dy x x x f x f x y dy +∞-∞⎧=-≤≤⎪==⎨⎪⎩⎰⎰其他关于Y 的边缘密度函数为()())6,01,0,y Y dx y y f y f x y dx +∞-∞⎧=-≤≤⎪==⎨⎪⎩⎰其他()3 不独立. 因为当01,01x y ≤≤≤≤时()()(),X Y fx y f x f y ≠.6. 解:()1关于X 的边缘密度函数为()()2012,01,0,x X dy x x f x f x y dy +∞-∞⎧=<<⎪==⎨⎪⎩⎰⎰其他关于Y 的边缘密度函数为()()1211,022,0,y Y y dx y f y f x y dx +∞-∞⎧=-<<⎪==⎨⎪⎩⎰⎰其他 ()2()112211,,22P X Y fx y dxdy -∞-∞⎛⎫<<=⎪⎝⎭⎰⎰111222002131(1).216y dy dx y dy ==-=⎰⎰⎰第四章 随机变量的数字特征复习题4.1—4.2 数学期望习题答案1解: (1) ()E X =(2)0.1(1)0.400.310.20.4-⨯+-⨯+⨯+⨯=- (2) E (3X +1)=3E (X)+1=3(0.4)10.2⨯-+=- (3) E (2X )=40.120.400.310.21⨯+⨯+⨯+⨯= 2解:(1)⎰+∞∞-dx x f )(=112A dx 1x-⎰+=Aarctanx|11-=A[arctan1-arctan(-1)]=A 2π=1π2=∴A (2) E(X)=⎰-11)(x xf dx=11221)xdx x π-⎰+(=π1ln(1+2x )|11-=01013.(),2()1X yyyyY EX xf x dx xdx EY yf y dx yedy yeedy e+∞-∞+∞+∞+∞+∞+∞-----∞======-+=-=⎰⎰⎰⎰⎰解: 13(23)21322E X Y -+=-⨯+=(2) 随机变量X 与Y 相互独立,∴ E(XY)=E(X)E(Y)=214解: P(X=0)=0.3+a P(X=1)=0.3+b, ∴2()0.3E X b =+P(Y=0)=0.2 P(Y=1)=0.2+b P(Y=2)=0.2+a222222()0.22(0.2)14() 1.342 2.4E Y b b a b E X Y EX EYa b ∴=++⨯+=++∴+=+=++=即4a+2b=1.1又由分布律的性质,得0.3+a+0.3+b=1,即a+b=0.4 ∴a=0.15, b=0.25 4.3方差习题答案1解:设X 表示在取得合格品以前已经取出的废品数,则X =0,1,2,3。