题目
【题目】设在时间t(分钟)内,通过某交叉路口的汽车数服从参数与t成正比的泊松分布,已知在1分钟内没有汽车通过的概率为0.2,求在2分钟内最多一辆汽车通过的概率
【题目】设在时间t(分钟)内,通过某交叉路口的汽车数服从参数与t成正比的泊松分布,已知在1分钟内没有汽车通过的概率为0.2,求在2分钟内最多一辆汽车通过的概率
题目解答
答案
【解析】解设t时间内通过的汽车数为X,则X的概率分布为P( k=((at)^k)/(k!)e^(-a)(a0,k=0,1,2,⋯) =((at)^2)/(b+1)(a0,b=0,-a,-a,-1,2,⋯,60)(a0,k=0,1,2,…;t=1,2,…,60).因为1分钟内没有汽车通过的概率为0.2,所以P(:=0)=c-=2故a=-ln0.2=ln5又因为 P{X2=k)=(2n5)4_-=5,k=0,1,2…所以 P(X_2≤1)P=P(X_2=0)+P(X_2)=1)=((2ln5)^0)/(0!)e^(-2ln5)+(2ln5)/(1!)e^(-2ln5)=e^(-2ln5)[1+2ln5] =1/(25)(1+2ln5)
解析
考查要点:本题主要考查泊松分布的概率计算,以及参数的求解方法。关键在于理解泊松分布的参数与时间的关系,并利用已知条件求出比例常数,进而计算指定时间内的概率。
解题思路:
- 确定泊松分布参数:题目中参数与时间成正比,设参数为$\lambda = a t$,其中$a$为比例常数。
- 利用已知条件求$a$:根据1分钟内无汽车通过的概率$P(X(1)=0)=0.2$,代入泊松分布公式求解$a$。
- 计算目标概率:在2分钟内最多1辆汽车通过的概率$P(X(2)\leq1)$,即计算$k=0$和$k=1$的概率之和。
破题关键:正确建立泊松分布的参数与时间的关系,并通过已知条件求出比例常数$a$,再代入目标时间计算概率。
步骤1:确定泊松分布参数
设时间$t$内通过的汽车数$X(t)$服从参数为$\lambda = a t$的泊松分布,其概率质量函数为:
$P(X(t)=k) = \frac{(a t)^k e^{-a t}}{k!}, \quad k=0,1,2,\dots$
步骤2:求比例常数$a$
已知1分钟内无汽车通过的概率为$0.2$,即:
$P(X(1)=0) = \frac{(a \cdot 1)^0 e^{-a \cdot 1}}{0!} = e^{-a} = 0.2$
解得:
$a = -\ln 0.2 = \ln 5$
步骤3:计算2分钟内最多1辆汽车的概率
在2分钟内,参数为$\lambda = a \cdot 2 = 2 \ln 5$。目标概率为:
$P(X(2) \leq 1) = P(X(2)=0) + P(X(2)=1)$
分别计算:
- $k=0$时:
$P(X(2)=0) = \frac{(2 \ln 5)^0 e^{-2 \ln 5}}{0!} = e^{-2 \ln 5} = \frac{1}{25}$ - $k=1$时:
$P(X(2)=1) = \frac{(2 \ln 5)^1 e^{-2 \ln 5}}{1!} = \frac{2 \ln 5}{25}$
总概率:
$P(X(2) \leq 1) = \frac{1}{25} + \frac{2 \ln 5}{25} = \frac{1 + 2 \ln 5}{25}$