.
1.判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)正态变量函数表达式中参数μ,σ的意义分别是样本的均值与方差.( )
(2)服从正态分布的随机变量是连续型随机变量.( )
(3)正态曲线是一条钟形曲线.( )
[答案]
(1)×
(2)√ (3)√
2.设随机变量X的正态密度函数为f(x)=
·e
,x∈(-∞,+∞),则参数μ,σ的值分别是( )
A.μ=3,σ=2 B.μ=-3,σ=2
C.μ=3,σ=
D.μ=-3,σ=
D [由正态密度函数表达式知μ=-3,σ=
.]
3.设X~N
,则P(-1<x<1)=________.
0.9545 [∵X~N
,∴μ=0,σ=
,
∴P(-1<X<1)=P(0-2σ<X<0+2σ)=0.9545.]
4.有一种精密零件,其尺寸X(单位:
mm)服从正态分布N(20,4).若这批零件共有5000个,试求:
(1)这批零件中尺寸在18~22mm间的零件所占的百分比;
(2)若规定尺寸在24~26mm间的零件不合格,则这批零件中不合格的零件大约有多少个?
[解]
(1)∵X~N(20,4),∴μ=20,σ=2,∴μ-σ=18,μ+σ=22,
于是尺寸在18~22mm间的零件所占的百分比大约是68.27%.
(2)∵μ-3σ=14,μ+3σ=26,μ-2σ=16,μ+2σ=24,
∴尺寸在14~26mm间的零件所占的百分比大约是99.73%,而尺寸在16~24mm间的零件所占的百分比大约是95.45%.
∴尺寸在24~26mm间的零件所占的百分比大约是
=2.14%.因此尺寸在24~26mm间的零件大约5000×2.14%≈107(个).
∴这批零件中不合格的零件大约有107个.
课时分层作业(十六) 正态分布
(建议用时:
60分钟)
[基础达标练]
一、选择题
1.如图是正态分布N(μ,σ
),N(μ,σ
),N(μ,σ
)(σ1,σ2,σ3>0)对应的曲线,则σ1,σ2,σ3的大小关系是( )
A.σ1>σ2>σ3
B.σ3>σ2>σ1
C.σ1>σ3>σ2
D.σ2>σ1>σ3
A [由σ的意义可知,图象越瘦高,数据越集中,σ2越小,故有σ1>σ2>σ3.]
2.若随机变量X~N(1,22),则D
等于( )
A.4 B.2 C.
D.1
D [因为X~N(1,22),所以D(X)=4,所以D
=
D(X)=1.]
3.已知随机变量ξ服从正态分布N(0,σ2),若P(ξ>2)=0.023,则P(-2≤ξ≤2)=( )
A.0.447B.0.628
C.0.954D.0.977
C [∵随机变量ξ服从正态分布N(0,σ2),
∴正态曲线关于直线x=0对称,又P(ξ>2)=0.023,
∴P(ξ<-2)=0.023.
∴P(-2≤ξ≤2)=1-2×0.023=0.954.]
4.随机变量ξ~N(2,10),若ξ落在区间(-∞,k)和(k,+∞)的概率相等,则k等于( )
A.1B.10
C.2D.
C [∵区间(-∞,k)和(k,+∞)关于x=k对称,
所以x=k为正态曲线的对称轴,
∴k=2,故选C.]
5.已知某批零件的长度误差(单位:
毫米)服从正态分布N(0,32),从中随机取一件,其长度误差落在区间(3,6)内的概率为( )
(附:
若随机变量ξ服从正态分布N(μ,σ2),则P(μ-σ<ξ<μ+σ)=68.27%,P(μ-2σ<ξ<μ+2σ)=95.45%.)
A.4.56%B.13.59%
C.27.18%D.31.74%
B [由正态分布的概率公式知P(-3<ξ<3)=0.6827,P(-6<ξ<6)=0.9545,
故P(3<ξ<6)=
=
=0.1359=13.59%.]
二、填空题
6.若随机变量X~N(μ,σ2),则P(X≤μ)=________.
[由于随机变量X~N(μ,σ2),其正态密度曲线关于直线x=μ对称,故P(X≤μ)=
.]
7.在某项测量中,测量结果X服从正态分布N(1,σ2)(σ>0),若X在(0,1]内取值的概率为0.4,则X在(0,2]内取值的概率为________.
0.8 [∵X~N(1,σ2),且P(0<X≤1)=0.4,∴P(0<X≤2)=2P(0<X≤1)=0.8.]
8.工人制造的零件尺寸在正常情况下服从正态分布N(μ,σ2),在一次正常的试验中,取1000个零件,不属于(μ-3σ,μ+3σ)这个尺寸范围的零件可能有_________个.
3 [因为P(μ-3σ<ξ≤μ+3σ)≈0.9973,所以不属于区间(μ-3σ,μ+3σ)内的零点个数约为1000×(1-0.9973)=2.7≈3个.]
三、解答题
9.在一次测试中,测试结果X服从正态分布N(2,σ2)(σ>0),若X在(0,2)内取值的概率为0.2,求:
(1)X在(0,4)内取值的概率;
(2)P(X>4).
[解]
(1)由X~N(2,σ2),
对称轴x=2,画出示意图,
因为P(0所以P(0(2)P(X>4)=
[1-P(0(1-0.4)=0.3.
10.生产工艺工程中产品的尺寸误差(单位:
mm)X~N(0,1.52),如果产品的尺寸与规定的尺寸偏差的绝对值不超过1.5mm为合格品,求:
(1)X的密度函数;
(2)生产的5件产品的合格率不小于80%的概率.
[解]
(1)根据题意,知X~N(0,1.52),即μ=0,σ=1.5,所以密度函数φ(x)=
e
.
(2)设Y表示5件产品中的合格品数,每件产品是合格品的概率为P(|X|≤1.5)=P(-1.5≤X≤1.5)=0.6827,
而Y~B(5,0.6827),合格率不小于80%,即Y≥5×0.8=4,
所以P(Y≥4)=P(Y=4)+P(Y=5)=C
×0.68274×(1-0.6827)+0.68275≈0.4929.
[能力提升练]
1.在如图所示的正方形中随机投掷10000个点,则落入阴影部分(曲线C为正态分布N(0,1)的密度曲线)的点的个数的估计值为( )
A.2387B.2718
C.3414D.4777
附:
若X~N(μ,σ2),则P(μ-σP(μ-2σC [由P(-1=3414.]
2.已知一次考试共有60名同学参加,考生的成绩X~N(110,25).据此估计,大约应有57人的分数在区间( )
A.(90,110]内B.(95,125]内
C.(100,120]内D.(105,115]内
C [
=0.95,故可得大约应有57人的分数在区间(μ-2σ,μ+2σ]内,即在区间(110-2×5,110+2×5]内.]
3.已知正态总体的数据落在区间(-3,-1)里的概率和落在区间(3,5)里的概率相等,那么这个正态总体的数学期望为________.
1 [由题意知区间(-3,-1)与(3,5)关于直线x=μ对称,
因为区间(-3,-1)和区间(3,5)关于x=1对称,所以正态分布的数学期望为1.]
4.已知正态分布N(μ,σ2)的密度曲线是f(x)=
·e
,x∈R的图象.给出以下四个命题:
①对任意x∈R,f(μ+x)=f(μ-x)成立;
②如果随机变量X服从N(μ,σ2),且F(x)=P(X③如果随机变量X服从N(108,100),那么X的期望是108,标准差是100;
④随机变量X服从N(μ,σ2),P(X<1)=
,P(X>2)=p,则P(0其中,真命题的序号是________.(写出所有真命题的序号)
①②④ [如果随机变量X~N(108,100),所以μ=108,σ2=100,即σ=10,故③错,
故①正确,由正态分布密度函数性质以及概率的计算知②④正确,故填①②④.]
5.从某企业生产的某种产品中抽取500件,测量这些产品的一项质量指标值,由测量结果得如下频率分布直方图:
(1)求这500件产品质量指标值的样本平均数
和样本方差s2(同一组中的数据用该组区间的中点值作代表);
(2)由直方图可以认为,这种产品的质量指标值Z服从正态分布N(μ,σ2),其中μ近似为样本平均数
,σ2近似为样本方差s2.
①利用该正态分布,求P(187.8②某用户从该企业购买了100件这种产品,记X表示这100件产品中质量指标值位于区间(187.8,212.2)的产品件数,利用①的结果,求E(X).
附:
≈12.2.
若Z~N(μ,σ2),则P(μ-σ[解]
(1)抽取产品的质量指标值的样本平均数
和样本方差s2分别为
=170×0.02+180×0.09+190×0.22+200×0.33+210×0.24+220×0.08+230×0.02=200,
s2=(-30)2×0.02+(-20)2×0.09+(-10)2×0.22+0×0.33+102×0.24+202×0.08+302×0.02=150.
(2)①由
(1)知,Z~N(200,150),从而P(187.8②由①知,一件产品的质量指标值位于区间(187.8,212.2)的概率为0.6827,依题意知X~B(100,0.6827),所以E(X)=100×0.6827=68.27.