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第四章 习题参考答案与提示
第四章 大数定律与中心极限定理习题参考答案与提示
1. 试利用切比雪夫不等式证明:能以0.97的概率断言,将一枚均匀硬币连续抛
1000
次,其出现正面
H
的次数在400至600次之间。
答案与提示:将一枚均匀硬币
连续抛1000次可看成是1000重贝努利试验,因此
1000次试验中出现正面
H
的次数服从二项分布。设X表示1000次试验中出现正面
H
的次数,则
X
是
一个随机变量,而所求的概率为
{400600}PX<<=0.975
2.已知随机变量X的概率分布为
X 1 2 3
P 0.2 0.3 0.5
试利用切比雪夫不等式估计事件{().XEX } ?<15的概率。
答案与提示:要利用
切比雪夫不等式,需先根据给出的随机变量分布列求得相应
的期望和方差。
2
{1.5
}101.5DXPXEX?<≥?≈ .729 。
3.设X为非负随机变量,试证;当t时,
0>
tEXtXP?≥<1)(。
答案与提示:PX,而,代入要证的不等式的两侧比较,
会发现证明实质上是对
积分限的放大或缩小,以及变量间暗含的大小关系,很容易就联系到对切比雪夫<
br>不等式的证明技巧。 {}()()
t
t F t f x dx
?∞
< = =
∫
()EXxfxdx
+∞?∞
=
∫
4.设为一列独立同分布的随机
变量,且k阶原点矩存在,记作,。试证明:
XXX
n12
,,,,
kkEX
μ
=
kpniki
Xn
μ
?→?
Σ
=1
1。
答案与提示:由题设条件为一列独立同分布的随机变量,以及XXX
n12
,,,,
11
111()
nnkkiikii
EXEXnnnn
k
μμ
==
==?
ΣΣ
=
,可见所证结论与辛钦大数定律的
结论非常类似,即知证明应用独立同分布的辛钦大数定律。
5.在一家保险公司里10000个人参加保险,每人每年付12元保险费,在一年内一
个人死亡的概率
为0.006,死亡者家属可向保险公司领得1000元。问:
(1)保险公司亏本的概率多大?
(2)保险公司一年的利润不少于40000元的概率多大?
答案与提示:对于每个人,在一年内要么死亡,要么不死亡,只有这两种可能性,
—1—
第四章 习题参考答案与提示
因此考虑10000个人在一年中是否死亡可看成10000重
贝努利试验,故死亡人数服
从二项分布。因此应用棣莫弗-拉普拉斯极限定理解决该问题。
若设一年中死亡的人数为X,每人的死亡概率就为0.006p=,从而
)006.0,10000(~BX,
保险公司每年收入10000元,需支付1000元。12120000×=X
(1)保险公司亏本的概率近似为零。
(2)一年中保险公司以近99.52%的概率获利40000元以上。
6.100道单项选
择题,每题1分,考生每次从四个答案中选一个正确答案。若一考
生全为乱猜,试用切比雪夫不等式和正
态逼近两种方法计算其成绩15分至35分之
间的概率约为多少?
答案与提示:设X表示考生成绩(选对个数),则X服从二项分布,由切比雪夫
不等式可得
)41,100(B
{1535}0.8125PX<<=;
正态逼近法可得
{1535}0.9792PX<<=。
7.某厂有400台同类机器,各台机器发生故障的
概率均为0.02,假设各台机器工
作是相互独立的,试求机器发生故障的台数不小于2的概率。 答案与提示:设X为机器发生故障的台数,则由题意知,问题化为求XB~(.)400002,
P
X{≥2}。以下用三种方法来求解:
(1)利用二项分布, {2}0.9972PX≥≈
(2)用泊松分布作近似计算, {2}0.9970PX≥≈
(3)用正态分布作近似计算(利用定理4-5及4-4的推论1),。
{2}0.8958PX
≥≈
8.假设是来自总体XXX
n12
,,,X的简单随机抽样,已知
,证明当充分大时,
随机变量EX
kk
=
α
(k=1234,,,
)
n
ZnX
nin
=
=
Σ
1
21
i
2
近似服从正态分布,并指出其分布参数。
答案与提示:由假设条件
可知,为来自总体XXX
n1222
,,,X
2
的简单随机抽样,
则
相互独立且与XXX
n1222
,,,
2
X
2
同分布,即,,则由独立同分布的中心极限定
理证明之。
EXin
i22
12==
α
(,,, )
2
DXEXEX
iii2222242
=?=?()()
αα
—2—
__
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